Jabarkan Eropa dari Isidor Isaac Rabi

Pada Mei 1927, Rabi terpilih untuk menerima beasiswa Barnard Fellowship. Sebagai Barnard Fellow, ia mendapat tunjangan sebesar US$1.500 (setara dengan US$ pada tahun ) untuk periode September 1927 sampai dengan Juni 1928. Ia kemudian dengan segera memohon cuti selama setahun kepada City College of New York agar ia dapat belajar di Eropa. Saat permohonan tersebut ditolak, ia memutuskan untuk mengundurkan diri. Setibanya ke Zürich, tempat ia berharap dapat bekerja sebagai murid pascadoktor di bawah bimbingan Erwin Schrödinger, ia bertemu dua orang Amerika sejawatnya, Julius Adams Stratton dan Linus Pauling. Mereka menemukan bahwa Schrödinger telah meninggalkan Zürich, karena ia telah diangkat sebagai kepala Institut Fisika Teoretis di Universitas Friedrich Wilhelm, Berlin. Rabi kemudian memutuskan untuk melamar posisi pascadoktor di bawah bimbingan Arnold Sommerfeld di Universitas Munich sebagai gantinya. Di Munich, ia menemui dua orang Amerika lainnya, Howard Percy Robertson dan Edward Condon. Sommerfeld menerima lamaran Rabi sebagai murid pascadoktor. Fisikawan Jerman Rudolf Peierls dan Hans Bethe juga bekerja dengan Sommerfeld pada waktu itu, tetapi tiga orang Amerika tersebutlah yang menjadi akrab satu sama lainnya.

Atas nasihat Wills, Rabi berkunjung ke Leeds untuk mengikuti pertemuan tahunan ke-97 Asosiasi Britania untuk Kemajuan Sains (British Association for the Advancement of Science). Dalam pertemuan itu, ia mendengar Werner Heisenberg menyampaikan sebuah makalah mengenai mekanika kuantum. Setelah itu, Rabi berpindah ke Kopenhagen dan menawarkan diri untuk bekerja di bawah Niels Bohr. Bohr sedang berlibur, tetapi Rabi langsung mengerjakan perhitungan suseptibilitas magnetik hidrogen molekuler. Setelah Bohr kembali pada bulan Oktober, ia mengatur agar Rabi dan Yoshio Nishina melanjutkan kerja mereka di bawah Wolfgang Pauli di Universitas Hamburg.

Meskipun ia datang ke Hamburg untuk bekerja dengan Pauli, Rabi menemukan Otto Stern bekerja di sana dengan dua anggota pascadoktor berbahasa Inggris, Ronald Fraser dan John Bradshaw Taylor. Rabi kemudian berteman dengan mereka dan tertarik kepada eksperimen berkas molekul mereka, yang membuat Stern meraih Nobel Fisika pada tahun 1943. Penelitian mereka melibatkan medan magnet tak seragam yang sulit dimanipulasi dan sulit diukur secara akurat. Rabi menggagaskan penggunaan medan magnet seragam sebagai gantinya, dengan berkas molekul ditembakkan dalam sudut serempet tertentu sehingga atom-atom akan menyimpang sebagaimana cahaya menyimpang dalam prisma. Gagasan tersebut lebih mudah digunakan dan menghasilkan hasil yang lebih akurat. Berkat dorongan Stern dan bantuan besar Taylor, Rabi berhasil membuat gagasannya bekerja baik. Atas nasihat Stern, Rabi menulis sebuah makalah singkat (letter) tentang hasil-hasilnya kepada jurnal Nature, yang menerbitkannya pada Februari 1929. Ini disusul oleh sebuah makalah penuh berjudul Zur Methode der Ablenkung von Molekularstrahlen ("Tentang Metode Penyimpangan Berkas-Berkas Molekul") dalam jurnal Zeitschrift für Physik, yang diterbitkan pada bulan Maret tahun itu.

Pada saat itu, beasiswa Barnard Fellowship telah berakhir dan Rabi dan Helen hidup dari tunjangan US$182 per bulan dari Yayasan Rockefeller. Mereka pindah dari Hamburg ke Leipzig, dengan harapan dapat bekerja dengan Heisenberg. Di Leipzig, ia bertemu Robert Oppenheimer, sesama orang New York. Pertemuan tersebut menjadi awal persahabatan panjang mereka. Namun, Heisenberg telah pergi untuk berkunjung ke Amerika Serikat pada Maret 1929, sehingga Rabi dan Oppenheimer memutuskan untuk pergi ke ETH Zurich, tempat Pauli saat itu menjadi profesor fisika. Pengetahuan fisika Rabi diperkaya dengan pertemuannya dengan para fisikawan terkemuka di sana, meliputi Paul Dirac, Walter Heitler, Fritz London, Francis Wheeler Loomis, John von Neumann, John Slater, Leó Szilárd, dan Eugene Wigner.