Cũng trong năm 1938, thế giới của Meitner hoàn toàn sụp đổ. Hitler thôn
tính Áo và thừa nhận người Áo – trừ bất cứ ai có chút nguồn gốc Do Thái –
là đồng bào Aryan. Sau nhiều năm sống ẩn dật, Meitner bất ngờ trở thành
đối tượng bị Đức Quốc Xã đuổi giết. Khi bị một nhà hóa học đồng nghiệp tố
giác, bà buộc phải chạy trốn chỉ với vài bộ quần áo và mười mác Đức trong
túi. Bà tị nạn ở Thụy Điển và nhận việc tại một trong những viện khoa học
Nobel (trớ trêu thay).
Tình bạn của Hahn với Meitner không vì thế mà thay đổi. Hai người vẫn
tiếp tục hợp tác, trao đổi thư từ và thỉnh thoảng gặp nhau ở Copenhagen
(như những đôi tình nhân bí mật). Trong một cuộc gặp như vậy vào cuối
năm 1938, Hahn đã đem tới cho Meitner một tin mới. Sau khi tái lặp thí
nghiệm của Irène Joliot-Curie, ông đã tìm thấy các nguyên tố bà nói tới. Và
không chỉ hoạt động hóa học giống lantan (và giống cả bari ngay trước nó),
các thí nghiệm đã biết đều chứng minh chúng chính là lantan và bari. Hahn
được coi là nhà hóa học giỏi nhất thế giới, nhưng như sau này ông từng thừa
nhận thì phát hiện này “[đã] mâu thuẫn với tất cả kinh nghiệm trước đó của
tôi.” Ông thổ lộ sự bối rối với Meitner.
Meitner lại không hề bối rối. Trong số tất cả những bộ óc vĩ đại nghiên cứu
về các nguyên tố siêu urani, chỉ có Meitner mới biết được rằng đó không
phải là các nguyên tố siêu urani. Sau khi thảo luận với nhà vật lý Otto Frisch
– cháu trai kiêm đối tác khoa học mới – bà nhận ra rằng điều Fermi phát
hiện ra không phải là các nguyên tố mới, mà là sự phân hạch hạt nhân. Urani
phân hạch thành hạt nhân của các nguyên tố nhỏ hơn và Fermi đã diễn giải
sai kết quả của mình. Eka-lantan mà Irène tìm thấy là chính là lantan thực sự
– kết quả của phản ứng phân hạch hạt nhân đầu tiên! Hevesy đã nhìn thấy
những bản nháp đầu tiên của các bài báo mà Irène viết thời đó, và hồi tưởng
lại việc bà đến gần phát minh phi thường đó tới mức nào. Hevesy nói
“nhưng Irène không đủ niềm tin với bản thân”. Meitner thì có và bà đã
thuyết phục Hahn rằng những người khác đều sai.
