Isidor Isaac Rabi
tidak satupun dari mereka yang bisa menyelesaikan persamaan yang dihasilkan, persamaan diferensial parsial ordo kedua. Rabi menemukan jawabannya dalam sebuah buku karya matematikawan abad ke-19 Carl Gustav Jacob Jacobi. Persamaan tersebut memiliki bentuk persamaan hipergeometris yang Jacobi temukan solusinya. Kronig dan Rabi menuliskan hasilnya dan mengirimkannya ke "Physical Review", yang diterbitkan pada 1927.
Pada Mei 1927, Rabi dilantik menjadi Barnard Fellow. Peristiwa tersebut membuatnya meraih tunjangan sejumlah $1.500 ($ pada dolar 2021) untuk periode dari September 1927 sampai Juni 1928. Ia ingin mengambil absen selama setahun dari City College of New York sehingga ia dapat belajar di Eropa. Saat keinginan tersebut ditolak, ia mengundurkan diri. Saat datang ke Zürich, dimana ia berharap dapat bekerja dengan Erwin Schrödinger, ia
bertemu dua orang Amerika sejawatnya, Julius Adams Stratton dan Linus Pauling. Mereka menyadari bahwa Schrödinger telah pergi, karena ia dilantik Theoretical Institute di Universitas Friedrich Wilhelm, Berlin. Rabi memutuskan untuk meminta sebuah jabatan kepada Arnold Sommerfeld di Universitas Munich sebagai gantinya. Di Munich, ia bertemu dua orang Amerika lainnya, Howard Percy Robertson dan Edward Condon. Sommerfeld mengangkat Rabi sebagai siswa
pasca-doktoral. Fisikawan Jerman Rudolf Peierls dan Hans Bethe juga bekerja dengan Sommerfeld pada waktu itu, namun tiga orang Amerika tersebut menjadi akrab.
Atas nasihat Willis, Rabi pergi ke Leeds untuk mengikuti pertemuan tahunan ke-97 British Association for the Advancement of Science, dimana ia mendengarkan Werner Heisenberg mempersembahkan makalah mekanika kuantum. Setelah itu, Rabi berpindah ke Copenhagen, dimana ia secara sukarela bekerja untuk Niels Bohr. Bohr sedang berlibur, namun Rabi menyempatkan diri untuk mengkalkulasikan suseptibilitas magnetikan pada hidrogen
molekuler. Setelah Bohr kembali pada bulan Oktober, ia meminta Rabi dan Yoshio Nishina untuk melanjutkan kerja mereka dengan Wolfgang Pauli di Universitas Hamburg.
Meskipun ia datang ke Hamburg untuk bekerja dengan Pauli, Rabi menemukan Otto Stern bekerja disana dengan dua anggota pasca-doktoral pemakai bahasa Inggris, Ronald Fraser dan John Bradshaw Taylor. Rabi kemudian berteman dengan mereka dan meminati eksperimen pantulan molekular mereka, yang membuat Stern meraih Nobel Fisika pada 1943. Penelitian mereka melibatkan bidang magnetik non-seragam, yang sulit untuk dimanipulasi dan sulit untuk diukur secara
akurat. Rabi mengeluarkan gagasan menggunakan bidang seragam sebagai gantinya, dengan pantulan molekular di sudut miring, sehingga atom-atom akan berbelok seperti sinar pada prisma. Gagasan tersebut akan memudakan penggunaan, dan memproduksi hasil yang lebih akurat. Dibimbing oleh Stern, dan sangat dibantu oleh Taylor, Rabi memakai gagasan untuk pengerjaan. Atas nasihat Stern, Rabi menulis
sebuah surat tentang hasil-hasilnya kepada "Nature", yang menerbitkannya pada Februari 1929, disusul oleh sebuah makalah berjudul "Zur Methode der Ablenkung von Molekularstrahlen" ("Tentang metode pembelokan pantulan molekular") kepada "Zeitschrift für Physik", yang diterbitkan pada bulan April.
Pada masa itu, Barnard Fellowship telah berakhir dan Rabi dan Helen mendapatkan tunjangan $182 per bulan dari Yayasan Rockefeller. Mereka pindah dari Hamburg ke Leipzig, dimana ia berharap dapat bekerja dengan Heisenberg. Di Leipzig, ia bertemu Robert Oppenheimer, orang dari New York. Peristiwa tersebut akan menjadi awal persahabatan panjang mereka. Namun, Heisenberg pergi untuk berkunjung ke Amerika Serikat pada Maret 1929, sehingga Rabi dan
Oppenheimer memutuskan untuk pergi ke ETH Zurich, dimana Pauli sekarang menjadi profesor Fisika. Pendidikan fisika Rabi diperkaya oleh para pemimpin dalam bidang tersebut yang ia temui disana, yang meliputi Paul Dirac, Walter Heitler, Fritz London, Francis Wheeler Loomis, John von Neumann, John Slater, Leó Szilárd dan Eugene Wigner.
Pada 26 Maret 1929, Rabi mendapatkan sebuah tawaran mengajar dari Columbia, dengan gaji tahunan sejumlah $3.000. Dean Departemen Fisika Columbia, George B. Pegram, mencari seorang pakar fisikawan teoretis untuk mengajar mekanika statistik dan kursus lanjutan dalam subyek mekanika kuantum yang baru, dan Heisenberg merekomendasikan Rabi. Helen sekarang sedang mengandung, sehingga Rabi butuh pekerjaan tetap, dan pekerjaan tersebut
berada di New York. Ia menerimanya dan kembali ke Amerika Serikat pada bulan Agustus menggunakan SS "President Roosevelt". Rabi menjadi satu-satunya anggota dosen Yahudi di Columbia pada waktu itu. Sebagai seorang guru, Rabi memiliki sifat yang membosankan. Leon Lederman mengaku bahwa setelah mengajar, murid-muridnya disuruh untuk pergi ke perpustakaan untuk mencari apa yang Rabi ajarkan. Irving Kaplan menyebut
Rabi dan Harold Urey sebagai "guru-guru terburuk yang pernah ia miliki". Norman Ramsey menganggap mata kuliah Rabi "sangat mengerikan", sementara William Nierenberg merasa bahwa ia "singkatnya seorang dosen yang menakutkan". Disamping kekurangannya sebagai dosen, ia memiliki pengaruh yang besar. Ia menginspirasi beberapa muridnya untuk berkarier fisika, dan beberapa diantaranya menjadi terkenal.
Putri pertama Rabi, Helen Elizabeth, lahir pada September 1929. Putri kedua, Margaret Joella, menyusul pada 1934. Antara tugas-tugas mengajarnya dan keluarganya, ia hanya memiliki sedikit waktu untuk melakukan penelitian, dan tidak menerbitkan makalah apapun pada tahun pertamanya di Columbia, namun sebagai gantinya ia diangkat menjadi asisten profesor. Ia kemudian menjadi profesor pada 1937.
Pada 1931, Rabi kembali bereksperimen dengan pantulan partikel. Dalam kolaborasi dengan Gregory Breit, ia mengembangkan persamaan Breit-Rabi, dan memprediksi bahwa eksperimen Stern-Gerlach akan dimodifikasi untuk mengkonfirmasi properti-properti nukleus atom. Langkap berikutnya dilakukan. Dengan bantuan Victor W. Cohen, Rabi membangun aparatus pantulan molekular di Columbia. Gagasan tersebut ditujukan untuk mengerjakan bidang magnetik
sebagai yang lemah untuk menggantikan yang kuat, dengan bereka harapkan dapat mendeteksi putaran nuklir natrium. Saat eksperimen dilakukan, empat beamlet ditemukan, dimana mereka mendeduksi putaran nuklir sebesar.
Molecular Beam Laboratory milik Rabi menarik perhatian dari orang-orang lainnya, termasuk Sidney Millman, seorang siswa lulusan yang belajar litium untuk gelar dokterandesnya. Yang lainnya adalah Jerrold Zacharias, yang, meyakini bahwa nukleus natrium akan terlalu sulit dimengerti, memutuskan untuk mempelajari unsur tersederhana, hidrogen. Isotop deuterium-nya baru ditemukan di Columbia pada 1931
oleh Urey, yang meraih Nobel Kimia 1934 untuk karya. Urey dapat menyuplai mereka dengan air berat dan deuterium dalam bentuk gas untuk eksperimen mereka. Disamping kesederhanaannya, kelompok Stern di Hamburg telah mengamati bahwa hidrogen tak berperilaku seperti yang diperkirakan. Urey juga membantu dengan cara lainnya; ia memberikan setengah uang penghargaannya untuk mendanai Molecular Beam Laboratory. Ilmuwan
lainnya yang memulai kariernya di Molecular Beam Laboratory meliputi Norman Ramsey, Julian Schwinger, Jerome Kellogg dan Polykarp Kusch. Semuanya laki-laki; Rabi tidak mempercayai bahwa wanita dapat menjadi fisikawan. Ia tak pernah memiliki seorang wanita sebagai siswi doktoral atau pasca-doktoral, dan umumnya menentang wanita sebagai kandidat untuk posisi dosen.
Atas saran C. J. Gorter, tim tersebut berupaya untuk menggunakan wadah oskilasi. Hal tersebut menjadi dasar untuk metode resonansi magnetik nuklir. Pada 1937, Rabi, Kusch, Millman dan Zacharias menggunakannya untuk mengukur momen magnetik beberapa komponen litium dengan pantulan molekuler, yang meliputi litium klorida, litium fluorida dan dilitium. Saat menerapkan metode tersebut kepada hidrogen, mereka menemukan momen