grudzień 1898: Curie odkrywają Rad
Pierre i Marie Curie wkrótce po ślubie.
elektrometr Pierre ’ a i Jacquesa Curie.
kobiety były rzadkością w XIX wieku, ale jeszcze rzadsze były zespoły małżeńskie. Pierre i Marie Curie przeszli do historii nie tylko pod tym względem, ale także dlatego, że ich naukowa Praca zespołowa doprowadziła do odkrycia radioaktywności i dwóch nowych pierwiastków w układzie okresowym, za co podzielili się Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki.
pochodząca z Polski Maria Curie urodziła się jako Maria Skłodowska. Jej ojciec był nauczycielem, który stracił swoją prestiżową pozycję z powodu swoich propolskich nastrojów w czasie, gdy Polska była podzielona między Austrię, Prusy i carską Rosję.
rodzina była biedna, ale jej ojciec wystawił Marie i całe jej rodzeństwo na klasykę literatury, a także nauki.
Marie nie mogła zapisać się na Uniwersytet Warszawski; kobiety nie były przyjmowane. Zamiast tego ona, jej siostra Bronya i kilku innych przyjaciół uczęszczało do „pływającego Uniwersytetu”: nielegalnej szkoły nocnej, której klasy spotykały się w zmieniających się miejscach, aby uniknąć carskich władz. Przez kilka lat pracowała jako guwernantka, pomagając w opłaceniu czesnego Bronyi w szkole medycznej w Paryżu.
wreszcie przyszła jej kolej. Maria wyruszyła do Paryża, jesienią 1891 roku, aby kontynuować studia na prestiżowej Sorbonie Uniwersytetu Paryskiego. Chociaż jej matematyczno-przyrodnicze tło było żałośnie niewystarczające, Marie ciężko pracowała, aby dogonić swoich rówieśników i ostatecznie ukończyła pierwsze studia magisterskie z fizyki, zdobywając drugie miejsce w matematyce w następnym roku.
wiosną 1894 roku poszukiwania przestrzeni laboratoryjnej doprowadziły do fatalnego przedstawienia Pierre ’ a Curie, naukowca starszego o około 10 lat, który prowadził pionierskie prace nad magnetyzmem.
syn szanowanego lekarza, Pierre jako dziecko miał prywatne korepetycje, wkrótce wykazując pasję i Dar matematyki. W wieku 18 lat uzyskał tytuł magistra, a trzy lata później odkrył efekt piezoelektryczny ze swoim starszym bratem, Jacques ’ em.
odkryli, że gdy ciśnienie jest przyłożone do niektórych kryształów, generują one napięcie elektryczne, a po umieszczeniu w polu elektrycznym, te same kryształy ulegają ściśnięciu. Wykorzystali ten efekt do zbudowania piezoelektrycznego elektrometru kwarcowego do pomiaru słabych prądów elektrycznych, którego Marie użyłaby w swoich badaniach.
Pierre odkrył później fundamentalną zależność między właściwościami magnetycznymi a temperaturą. Dziś temperatura, w której zanika magnetyzm stały, znana jest jako „punkt Curie.”
To Marie zachęciła Pierre ’ a do napisania tej ostatniej pracy jako pracy doktorskiej. Doktorat uzyskał w marcu 1895, wraz z awansem na profesurę w szkole miejskiej, a para pobrała się trzy miesiące później.
w swoim doktoracie Marie postanowiła skupić się na tajemniczych promieniach uranu odkrytych na początku 1896 roku przez Henriego Becquerela, kilka miesięcy po odkryciu promieni rentgenowskich przez Wilhelma Roentgena.
Marie przeprowadziła liczne eksperymenty potwierdzające obserwacje Becquerela, że elektryczne efekty promieni uranu są stałe, niezależnie od tego, czy są stałe, czy sproszkowane, czyste lub w związku, mokre lub suche, lub czy są wystawione na działanie światła lub ciepła. Potwierdziła również jego wniosek, że te minerały z wyższym udziałem uranu emitowały najbardziej intensywne promienie.
i posunęła te odkrycia o krok dalej, tworząc hipotezę, że emisja promieni przez związki uranu była atomową własnością pierwiastka uranu—czegoś wbudowanego w samą strukturę jego atomów. Ukuła termin „radioaktywność”, aby opisać ten unikalny efekt, który znalazła również w związkach toru.
zaintrygowany odkryciami żony, Pierre połączył z nią siły. Odkryła, że dwie rudy uranu, smoła i chalkolit, są znacznie bardziej radioaktywne niż czysty Uran i doszła do wniosku, że ich wysoce radioaktywny charakter wynika z nieodkrytych jeszcze pierwiastków. Jako zespół Curie pracowali nad oddzieleniem substancji w tych Rudach, a następnie użyli elektrometru do pomiarów promieniowania w celu „śledzenia” minimalnej ilości nieznanego pierwiastka radioaktywnego wśród frakcji, które powstały.
odkryli, że jedna frakcja była silnie radioaktywna, więc mimo że chemicznie zachowywała się jak bizmut, musiało to być coś nowego. Nazwali ten nowy pierwiastek ” Polon.”
w grudniu 1898 roku odkryli drugi nowy pierwiastek we frakcji baru, który nazwali ” radem.”Aby udowodnić sceptycznej społeczności naukowej, że są to rzeczywiście nowe elementy, Curie musieli je wyizolować. Zajęło Marie ponad trzy lata, aby wyizolować jedną dziesiątą grama czystego chlorku radu, i nigdy nie udało jej się wyizolować polonu z powodu jego bardzo krótkiego okresu półtrwania: 138 dni. Nawet podczas przeprowadzania eksperymentów Polon w jej surowcu szybko rozpadał się.
ich wspólna praca doprowadziła niemal natychmiast do zastosowania materiałów radioaktywnych w medycynie, ponieważ izotopy są bardziej skuteczne i bezpieczniejsze niż chirurgia lub chemikalia do atakowania nowotworów i innych chorób.
nawet dzisiaj izotopy promieniotwórcze są używane jako „znaczniki” do śledzenia zmian chemicznych i procesów biologicznych.
Pierre szybko zdał sobie sprawę z możliwości rozpadu promieniotwórczego materiałów datujących; wiek Ziemi określono na kilka miliardów lat, dzięki badaniom rozpadu uranu.
w 1903 roku francuska akademia nauk nominowała Becquerela i Pierre ’ a—ale nie Marie—jako kandydatów do Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki. Szwedzki matematyk Magnus Goesta Mittag-Leffler, członek Komitetu nominującego i zwolennik kobiet naukowców, interweniował, a Marie została uwzględniona w nominacji. Trzech naukowców zostało uhonorowanych Nagrodą Nobla w grudniu 1903 roku.