Palacios le propuso entonces solicitar una beca de ampliación de estudios en el extranjero. Le fue concedida una ayuda para trabajar en el prestigioso Instituto Universitario de Física Teórica en Copenhague.

El centro de investigación al que acudía en mayo de 1935 había sido creado por la Academia Real Danesa de Ciencias para que el premio Nobel Niels Bohr pudiese construir su propio instituto de estudios atómicos. El Instituto se convirtió en el centro mundial de la física cuántica que reunió a brillantes investigadores, algunos de los cuales llegarían a ser premios Nobel de Química o de Física. Piedad trabajó con el profesor Georges von Hevesy quien había ganado en 1943 el Premio Nobel de Química. Von Hevesy le enseñó las técnicas de desintegración artificial del átomo y le orientó en la bibliografía que debía estudiar. Fruto de sus investigaciones en el Instituto serían varios trabajos de investigación, relacionados con radiación artificial y que publicaría en prestigiosas revistas españolas.

Durante su estancia en Dinamarca intercambió conocimientos con otras mujeres pioneras en este campo. Compartía laboratorio con Hilde Sevy, asistente de Hevesy. Eran las dos únicas mujeres que investigaban en el instituto. En París fue atendida por Irene Joliot-Curie que trabajaba en el Instituto de Radio fundado por su madre Marie Curie, y en Berlín, Lise Meitner le enseñó el Instituto de Química Kaiser Guillermo. Todas ellas fueron brillantes científicas que contribuyeron al desarrollo de la física atómica, pero cuyos logros no han tenido el mismo reconocimiento que sus colegas varones.