为了继续深造，奥本海默到了世界一流的实验室——英国剑桥大学卡文迪什实验室。但当信心十足的奥本海默进入实际研究过程时，问题又出现了。由于他原先学的是化学，与物理学紧密相关的数学基础不太扎实，他开始感到有些吃力。尤其令奥本海默感到懊恼的是，他感觉自己好像做不好实验工作。一到做实验时，他的两手就不听使唤。这使奥本海默十分痛苦，有一段时间他甚至怀疑自己是否还能继续科学研究。但整天烦恼也解决不了根本问题，一段时间后，奥本海默让自己平静了下来。他再次冷静地对自己进行了分析，后来他终于为自己找到了方向：既然以实验为基础的物理学研究不是强项，那么何不试着向理论物理学发展呢？研究方向确定了，奥本海默再次有了干劲。此后，他便将全部精力都投入到理论物理学的研究上，并很快在这个领域崭露头角。