核分裂の発見
アルミニウム、続いてフッ素で最初の成功が訪れた。最終的に22種の元素が中性子線照射による誘導放射能を示した。フェルミが論文の前刷りを送付した一握りの物理学者の中にマイトナーがおり、すぐにアルミニウム、ケイ素、リン、銅、亜鉛で追試を行って報告した。フェルミの論文が掲載された La Ricerca Scientifica 誌がコペンハーゲン大学にあるニールス・ボーアの理論物理研究所に届くと、そこの物理学者で唯一イタリア語を読めたオットー・フリッシュ(マイトナーの甥)は同僚から翻訳をせがまれることになった。ローマのグループは希土類金属の試料を持っていなかったが、ボーアの研究所ではゲオルク・ド・ヘヴェシーがアウエルゲゼルシャフト(英語版)社から提供された希土類金属酸化物を一そろい所有しており、それを使ってド・へヴェシーとヒルデ・レヴィ(英語版)が実験を行った。
当時知られていた一番重い元素であるウラン(陽子数92)にさしかかったところでローマのグループは困難に直面した。ウランは自然の状態でも彼らの中性子線源と同じくらい放射能が強かったのである。生成物には複数の半減期が複雑に共在していた。ソディ=ファヤンスの法則を頼りに(化学的性質が未知の元素は飛ばして)鉛、ビスマス、ラジウム、アクチニウム、トリウム、プロトアクチニウムの有無を確かめていったが、いずれも検出されなかった(それは正しかった)。フェルミは中性子線照射によって三種類の核反応が引き起こされたと書いている。アルファ粒子放出 (n, α) 、陽子放出 (n, p) 、ガンマ線放出 (n, γ) である。いずれの反応でも新しく生成した同位体はベータ崩壊を起こし、周期表を一つ上昇した。