人工蛻變和人工放射性的發現都是物理學界的重大事件，核反應產生的眾多新化學元素為化學的發展，特別是微量元素和放射性化學元素的辨認和分離提供了動力，給化學家們提供了施展才能的天地。德國化學家哈恩就是其中重要的一位科學家。
哈恩早在大學讀書時，就對剛剛由居裏夫人發展起來的放射化學很感興趣。他在為化學家拉姆賽當助手時曾成功地分離出釙的一種同位素。1905年，哈恩又在盧瑟福的指導下工作過。在返回德國的幾年後，他在柏林的凱撒·威廉研究院內建立了自己的化學研究所，並與女物理學家邁特納建立了很好的合作關係。他們將最新的物理思想和最新的化學方法融合在一起，長期從事核反應後所產生元素的辨認、分離和理論分析工作。
費米的研究小組在研究被中子轟擊過的鈾的成分時，曾懷疑有比鈾更重的元素一超鈾元素在核反應中產生。不久，約裏奧·居裏小組懷疑在核反應產物中存在著輕元素。邁特納和哈恩立即著手研究這個複雜的問題。哈恩集中精力用化學的方法去分析經過中子轟擊過的鈾材料的成分，從最初的實驗結果中，他也懷疑有超鈾元素存在。
正當他們的工作日益緊張時，邁特納的人身安全受到了威脅。她是持奧地利護照的猶太人，當納粹德國占領奧地利後，她失去了國籍，成為納粹迫害的對象。在朋友的幫助下，她離開了曾工作過30年的柏林實驗室，經荷蘭到瑞典斯德哥爾摩的諾貝爾物理研究所繼續從事研究工作。
邁特納離開後，哈恩和他的助手史特拉斯曼繼續在柏林的實驗室分析被中子照射過的鈾材料，並不斷將結果通報給邁特納。哈恩首先發現在產物中有像鐳一樣的元素，約裏奧在此之前也宣稱得到了同樣的結果。根據傳統的理論，這種現象無法得到解釋。這一切都發生在1938年聖誕節的前夕，哈恩感到重要的是盡快發表自己的工作報告。他采取了不一般的措施，打電話給他的朋友，斯普林格出版社的經理保羅·羅茲保德博土，請求他在最近一期的《自然科學》雜誌上留下一欄，以便發表一個非常緊急的消息。羅茲保德同意了。於是，這篇注明1938年12月22日的文章，就從哈恩的辦公桌上送到郵局去了。哈恩後來在回憶這段往事時說：“當文章送往郵局之後，我又感到這一事件是不可能的，以至於想把文章從郵箱裏拿出來。”
1938年的聖誕節，對於邁特納來說是極不尋常的。過去，她總是喜歡把她的外甥弗裏施接到柏林，與她一起歡度聖誕節，並討論物理問題。如今，在研究工作最重要的時刻，她卻被迫離開實驗室。弗裏施在她的影響下，也成為一名出色的物理學家。他從1934年就流亡國外，在哥本哈根的玻爾研究所工作。為了保持過去的傳統，邁特納邀請弗裏施到瑞典的一個小鎮孔古爾過節。就在這時，她收到了哈恩寄給她的內容最為豐富而又令人費解的“聖誕卡”。哈恩肯定地告訴她，他在被中子照射過的鈾材料中發現了鋇的同位素。他希望邁特納能做一些計算，從物理上找出這一現象的原因，並發表它。
哈恩的這個發現如果不是實驗上的錯誤，那麼就意味著鈾元素可能分裂成兩塊了，因為鋇的原子量隻有鈾的一半左右。邁特納相信哈恩的結果是不會錯的，而當時物理學家們認為原子核是不可能獲得足夠的能量而分裂成兩塊的。讀罷哈恩寄來的“聖誕卡”，邁特納和弗裏施在瑞典一片寒冷的雪地裏進行了很長時間的討論和計算，終於在理論上對這一現象作出了圓滿的解釋。
弗裏施當時在玻爾研究所工作，邁特納也與玻爾研究所有相當緊密的聯係，兩個人都很熟悉玻爾和他的同事們在核物理方麵的工作。他們想到了由伽莫夫提出的並在玻爾研究所發展起來的原子核的液滴模型。如果原子核真像液滴那樣，那麼它就有可能緩慢地變成一個橢球，然後分成兩塊。由於原子核中酌質子是帶電的，如果帶電的粒子多到一定的程度，巨大的電磁斥力就有可能使原子核自發地或在外界不強的影響下分裂成兩塊。邁特納和弗裏施通過簡單計算，發現鈾核中的質子數正好能夠產生這種現象。