Научная карьера
Антуан Анри Беккерель, Пьер и Мария Кюри в лаборатории
Изначально каждый из супругов Кюри занимался собственными исследованиями. Но когда Мария стала искать тему для докторской диссертации, она наткнулась на статью французского физика Антуана Анри Беккерель (французский физик и лауреат Нобелевской премии, заметил, что урановая руда распространяет излучение, которое засвечивает фотопластинки даже в отсутствие света. Он сообщил о своем открытии Французской академии наук в феврале 1896 года, однако его открытие мало кого заинтересовало. Это излучение и стало главным предметом интереса Марии Кюри.)
Когда стало ясно, что эксперименты Марии могут открыть совершенно новую область знания, Пьер бросил собственные научные занятия и полностью сосредоточился на исследованиях жены. Они занялись исследованием явления излучения металлов, в том числе и урана.
Для изучения образцов супруги Кюри применяли инновационные для тех лет технологии. Субсидии на исследования ученые получали от металлургических и горнодобывающих компаний.
Не располагая лабораторией, работая в кладовке института, а затем и в уличном сарае, за четыре года ученые сумели переработать 8 тонн уранинита. Итогом одного эксперимента с образцами руды, привезенными из Чехии, стало предположение, что ученые имеют дело с еще одним радиоактивным материалом помимо урана. Исследователи выявили фракцию, в разы более радиоактивную, нежели чистый уран.
Мария Кюри в лаборатории
Через пару лет, в 1898-м, супруги Кюри открыли новый радиоактивный элемент и назвали его «полоний» в честь Польши, родины Марии. В конце того же года супруги Кюри открыли радий, блестящий щелочноземельный металл, обладающий радиоактивными свойствами.
Открытие радия и радиоактивности моментально сделало Марию и Пьера Кюри мировыми знаменитостями. Естественные науки были на подъеме, и вера в них прогрессивного человечества – почти безграничной.
Следует сказать, что на протяжении многих лет радиация не вызывала опасений у ученых и даже считалась полезной для здоровья. Радию приписывали самые чудесные свойства, верили, что он полезен для здоровья, добавляли в еду и косметику, предметы бытовой химии. Пудра, шоколад, крем для рук – чего только не производилось с добавлением микроскопических частиц радия.
Этот чрезвычайно редкий элемент стал настоящим фетишем для европейского сообщества. А открытие радиоактивности стало прологом к исследованию и применению атомной энергии.
Бытовое использование радиации было запрещено только в 1938 году по требованию Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов Америки. Исследователи заявили о разрушительном воздействии радиации на организм человека.
Марии удалось выделить десятую часть грамма соединения хлорида радия и установить его атомную массу. Результаты проделанной работы были оформлены в ее докторской диссертации.
Супруги ввели в оборот слово «радиоактивность», раскрывающее суть открытого Беккерелем явления.
«Радиоактивность — это активное излучение, которое получается в ходе распада и разложения атомных ядер некоторых химических элементов. Ядра, подверженные таким превращениям, называют радиоактивными, а процесс превращения — радиоактивным распадом.»
Значение открытой радиоактивности не только в практическом применении этого эффекта, но и в революционности полученных данных. Кюри опровергла, что атомы неделимы и неизменны.
В 1903 г. Королевская академия наук Швеции наградила чету Кюри и Анри Беккереля Нобелевской премией по физике за достижения в исследованиях явлений радиации. Вначале Комитет намеревался отметить только Пьера и Беккереля, но один из членов комитета и защитник прав женщин-ученых, шведский математик Магнус Густав Миттаг-Леффлер, предупредил Пьера об этой ситуации. После его жалобы имя Марии было добавлено в список награждаемых.
После радия и полония Мария и Пьер Кюри открыли ряд других радиоактивных элементов. Ученые установили, что все тяжелые элементы, расположившиеся в нижних клетках таблицы Менделеева, обладают радиоактивными свойствами. В 1906 году Пьер и Мария обнаружили, что радиоактивностью обладает элемент, содержащийся в клетках всех живых существ на Земле — изотоп калия. Супруги заметили, что радиация убивает больные клетки. Сейчас это открытие используют при лечении рака в радиотерапии.
Между 1898 и 1902 годами Кюри опубликовали, совместно и по отдельности, в общей сложности 32 научных статьи.
В 1910 году Мария, работая совместно с Андре Дебьерн, смогла выделить чистый металлический радий. Коллегам удалось подтвердить свои предположения о том, что радий является самостоятельным химическим элементом. На эту работу ушло долгих 12 лет.
Андре-Луи Дебьерн
Сорбонна
Позднее, уже после гибели Пьера Кюри, Мария заняла его должность и возглавила кафедру физики в Сорбонне. Она стала первой женщиной-преподавателем в истории этого университета, и тем самым сделала заметный шаг в сторону женской эмансипации.
Однако для консервативной системы французского образования случай Кюри ещё долго был исключением. Даже имея всемирную известность и Нобелевскую премию, Мария сталкивалась с дискриминацией.
Так, когда в 1910 году Кюри выдвинули на пост члена Французской академии наук, она скандальным образом не была избрана в силу только того, что была женщиной, а женщины никогда ранее не становились членами Академии.
В 1911 году Мария Кюри получила Нобелевскую премию по химии «за выдающиеся заслуги в развитии химии: открытие элементов радия и полония, выделение радия и изучение природы и соединений этого замечательного элемента». Мария Кюри стала первым — и на сегодняшний день единственной в мире женщиной — дважды лауреатом Нобелевской премии.
Летом 1914 года в Париже был основан Радиевый институт, а Мария стала главой отделения использования радиоактивности в медицине.
Исследователи в Институте радия под руководством Марии Кюри тоже сделали немало открытий. С 1919 по 1934 годы химики и физики из ее лаборатории опубликовали 483 работы. Саломон Розенблюм в 1929 году разработал квантовую теорию. А Бертран Голдшмидт, бывший ассистент Марии Кюри, использовал ее техники для разработки атомной бомбы.
Фасад Института радия, павильон Кюри, 1920-е годы.
Мария Кюри за рулем "маленькой Кюри"
В годы Первой Мировой войны для лечения раненых Кюри изобрела мобильные рентгенографические установки, предназначенные для лечения раненых и получившие название «petites Curies» («Маленькие Кюри»). В 1915 году Кюри придумала полые иглы, содержащие «эманацию радия» - бесцветный радиоактивный газ, выделяемый радием (впоследствии идентифицированный как радон), который использовался для стерилизации инфицированных тканей. Более миллиона раненых военных успешно прошли лечение с применением данных технологий.
Несмотря на огромную помощь в годы войны, Мария не получила официальной благодарности от правительства Франции. Кроме того, сразу после начала военных действий Мария попыталась пожертвовать свои золотые медали на поддержку французской армии, но Национальный банк отказался их принять.
Открытия Кюри играют важную роль в истории науки. Благодаря открытию радиоактивности стало возможным радиометрическое датирование, которое позволяет узнать возраст геологических материалов. Уиллард Либби на основании исследований Кюри открыл метод радиоуглеродного датирования, за который получил Нобелевскую премию по химии в 1960 году. Этот метод используют, чтобы определить возраст объектов, содержащих органические материалы.
Мария Кюри и ее дочь Ирен, с учениками из Американского экспедиционного корпуса в Институте радия, Париж, в 1919 году. Кюри сказала, что эти американские офицеры, которые стали ее учениками в Институте Радия весной 1919 года, также “с большим усердием изучали практические занятия, проводимые моей дочерью”.