לאחר שנה אחת של השתתפות בהרצאותיו של פלאנק, הפכה מיטנר לעוזרתו של פלאנק. במהלך השנים הראשונות היא עבדה יחד עם הכימאי אוטו האן וביחד איתו גילה מספר איזוטופים חדשים. בשנת 1909 היא הציגה שני מאמרים על קרינת בטה. היא גם, יחד עם אוטו האן, גילה ופיתחה שיטת הפרדה פיזית הידועה בשם גירוש רדיואקטיבי, שבה גרעין בת נזרק בכוח ממטריקסו כפי שהוא גירוש ברגע ההפרדה. שאלה: מי עזר לה לגלות איזוטופים חדשים?
אוטו האן