[1] Descubrió, junto con Enrico Fermi, los procesos fundamentales que conducen a la fisión nuclear.
Allí, Fermi reunió en torno suyo a un grupo de jóvenes investigadores, destinados a desempeñar en pocos años un papel destacado en la escena científica internacional: el propio Rasetti, Emilio Segrè, Edoardo Amaldi, Oscar D'Agostino, Bruno Pontecorvo y Ettore Majorana.
[1][3][6] En Caltech también conoció a Arnold Sommerfeld y Werner Heisenberg, con quienes trabó amistad.
[1][2][3] Allí fundó el Instituto de Física, continuó sus investigaciones sobre los neutrones lentos y, desde 1941, sobre los rayos cósmicos (entre las que destaca la primera medición directa de la vida media del muón, entonces llamado mesotrón).
Aquel mismo año fue condecorado con la Medalla Charles Doolittle Walcott por "su contribución a la paleontología del Cámbrico".
Su figura aparece en la novela Léxico familiar, de Natalia Ginzburg, a cuyo hermano, Gino Levi Martinoli, le unía una profunda amistad desde la infancia.
[1] En el histórico Palazzo Moretti de Pozzuolo Umbro existe desde 2009 una exposición permanente dedicada a su vida.
Gerhard Herzberg y Walter Heitler atribuyeron esta alternancia al isomerismo del espín nuclear.
[8] Por tanto, las transiciones que se originan en los niveles impares son más intensas, tal y como observó Rasetti.
En el dinitrógeno, sin embargo, Rasetti observó que eran más intensas las líneas originadas en los niveles pares.
Esto implica, por un análisis similar, que el espín nuclear del nitrógeno es un número entero.
[3] Posteriormente prosiguió sus investigaciones en Estados Unidos, donde descubrió cientos de nuevas especies y revisó su clasificación.
[3] También era un apasionado del montañismo, afición que practicó, entre otros, con su amigo Fritz Zwicky en California.