A migráns vegyész

150 évvel Marie Curie születése után Mike Sutton elmélyül életében és kutatásaiban

Amikor Maria Skłodowska megszületett, 150 évvel ezelőtt ebben a hónapban, hazája már régen nem volt független szuverén állam. Az előző évszázad folyamán Oroszország annektálta Lengyelország területének nagy részét, a többit megosztva Poroszország és Ausztria között. Maria varsói iskolájában minden tanítás orosz nyelven zajlott, és a lengyel nyelvet betiltották.

Marie élete és munkássága inspirációt jelentett a tudósok generációi számára

Elhatározta, hogy tanulmányokat folytat, annak ellenére, hogy felsőoktatási rendszere nem engedett be nőket, Maria csatlakozott egy disszidens értelmiségi csoporthoz, akik az úszó (vagy repülő) egyetem néven titkos oktatási szervezetet irányítottak. De ahhoz, hogy folytassa tudományos karrierjét, amiről megálmodta, el kell hagynia Lengyelországot. Párizsban további nehézségekbe ütközött. Elméletileg a francia akadémiai világ mindenki előtt nyitott volt, aki elegendő tehetséggel rendelkezik. De külföldiként és nőként küzdött az elismerés megszerzéséért.

Végül Maria természetesen a legnagyobb elismerést kapja két Nobel-díj formájában. Az elsőt (fizika szempontjából) férjével, Pierre-rel és Henri Becquerel francia fizikussal osztották meg. A második (kémia szempontjából) egyedül az övé volt. Annak a dicsőségnek a ellenére, amelyet ezek az eredmények elhoztak örökbefogadott országában, a Francia Tudományos Akadémia még mindig nem volt hajlandó tagjává válni, és a jobboldali párizsi újságok idegengyűlölő támadásokkal célozták meg.

A korai évek

Maria családja - mint sokan mások a lengyel szakmai osztályokban - az orosz uralommal szembeni ellenállás miatt lecsúsztak a társadalmi léptékről. Apját, Wladyslaw Skłodowskit kizárták a magasabb szintű tudományos posztokból, és ki kellett egészítenie iskolai tanítói fizetését azzal, hogy megnyitotta házát a bentlakók előtt. Anyja, Bronisłava, aki szintén tanító volt, tuberkulózisban hunyt el 1878-ban.

A Skłodowski gyerekek könyvekkel körülvéve nőttek fel, és szellemi vitáknak voltak kitéve. Maria kiemelkedő tanulmányi eredményekért és tanulmányai folytatásának vágyáért aranyéremmel hagyta el 1883-ban.

„Időről időre egy kis sikertelen siker ösztönözne, máskor pedig kétségbeesésbe merültem a tapasztalatlanságom miatt bekövetkezett balesetek vagy kudarcok miatt.”

Mivel a nőket kizárták a formális felsőoktatásból az orosz Lengyelországban, ezért Varsó földalatti úszó egyeteméhez fordult. Óráit általában magánházakban tartották, de az Ipari és Mezőgazdasági Múzeumban egy tudományos laboratóriumot rejtettek. Ez a rögtönzött labor - amelyet Maria unokatestvére vezetett, aki korábban Dmitrij Mendelejev asszisztenseként dolgozott Szentpéterváron - némi tapasztalatot adott Maria számára a gyakorlati fizika és kémia területén. Az 1938-as Madame Curie életrajz szerint, amelynek lánya, Eve írta, később felidézte: „Általában csak vacsora után este vagy vasárnap juthattam oda, és magamra maradtam. Megpróbáltam reprodukálni a fizikai vagy kémiai értekezésekben leírt különféle kísérleteket, és az eredmények néha váratlanok voltak. Időről időre egy kis sikertelen siker ösztönözne, máskor pedig a tapasztalatlanságom miatt bekövetkezett balesetek vagy kudarcok miatt kétségbeesésbe merültem. ”

Maria idősebb nővérének, Broniának is akadémiai ambíciói voltak. 1886-ban Maria saját karrierterveit felfüggesztette, és nevelőnői posztot vállalt nővére párizsi orvosi tanulmányainak finanszírozásában. Még öt év telt el, mire Maria követte őt. Addigra nővére újonnan képzett volt, és feleségül is ment - Kazimierz Dłuski, egy másik külföldi lengyel orvoshoz.

Marie és Pierre Irène lányukkal pózol, a családi házon kívül

Megtalálni a megfelelő mérkőzést

Dluskik befogadták Máriát a Szajna divatos jobb partján lévő lakásukba, de hamarosan megérkezése után átkelt a folyón, hogy egy kis tetőtéri szobát béreljen a Latin negyedben, közel a Sorbonne-hoz - a Párizsi Egyetem tiszteletre méltó központjához. Szegény diétán és télen kevés fűtéssel Maria intenzív tanulmányi programot vállalt az egyetemen. 1893-ban a fizika osztályának élén áll, 1894-ben pedig a matematika második helyén áll. Ugyanebben az évben a francia Nemzeti Ipari Bátorító Társaság felajánlotta neki egy rutinszerű kutatási projektet, amely a különböző acélfajták mágneses tulajdonságainak mérésével járt.

Sajnos az erre a feladatra kijelölt létesítmények nem bizonyultak megfelelőnek. Sőt, Maria felügyelője további segítséget várt tőle a laboratóriumába való bejutásért cserébe. Belefáradt a professzor ásványgyűjteményének katalogizálásába és rutinelemzéseinek elvégzésébe, megkérdezte egy lengyel ismerősét, ismer-e valakit, aki könnyebb feltételekkel kínálhatna neki némi padteret. Megtette: Pierre Curie, az Országos Fizikai és Kémiai Iskola oktatója.

1859-ben született és még mindig harmincas éveiben járó agglegény Pierre éktelenkedett a kutatásaihoz. Amikor 1894 áprilisában találkozott Máriával, már megjelent fontos munkája a piezoelektromos jelenségről, de még nem nyújtotta be doktori disszertációját. Csak néhány héttel az első találkozásuk után Pierre felkérte Maria-t, hogy legyen a felesége. Válaszát addig halasztotta, amíg a nyári vakációt a családjával töltötte Lengyelországban, de elfogadta javaslatát, hogy ősszel visszatérjen tanulmányaiba.

1895 júliusában Mademoiselle Maria Skłodowska lett Madame Marie Curie. Ugyanebben az évben Pierre végül doktorált és a Nemzeti Iskola rendes tanárává nevezték ki. 1896-os érettségi után Marie segítette Pierre-t laboratóriumi munkájában, miközben témát keresett saját doktori kutatásához - a projektet csak ideiglenesen szakította meg Irène lányuk születése 1897 szeptemberében. Az év végére Marie megkezdte a vizsgálatot. ezzel nemzetközi hírnevet szerezne neki.

Új elemek feltárása

1895 novemberében Wilhelm Röntgen német fizikus röntgensugarakat fedezett fel, és néhány hónappal később Becquerel francia fizikus lett az első, aki észlelte a radioaktivitást. Mindkét jelenségnek ionizáló levegője van, és ezáltal növeli annak elektromos vezetőképességét. 1897 végén Cury megkezdte a különféle anyagok radioaktivitásának összehasonlítását a körülöttük levő levegő vezetőképességének mérésével, Pierre és testvére, Jacques által néhány évvel korábban kifejlesztett, nagyon gyenge elektromos áram mérésére szolgáló műszerrel.

Ahogy Marie végül felfedezte, egy tonna szurokfecske kevesebb, mint egy grammot tartalmaz a nagyon radioaktív anyagtól, amelyet keresett

Ezek a vizsgálatok feltárták, hogy csak az uránt tartalmazó ásványi anyagok - Becquerel eredeti forrása - vagy a tórium mutatták a radioaktivitás nyomait. (A tórium eredményét Gerhardt Schmidt függetlenül megerősítette.) A Curies azonban észrevette, hogy a szurok, a csehországi Joachimsthal uránérce intenzívebben radioaktív, mint a tiszta urán. Arra a következtetésre jutottak, hogy egy vagy több új radioaktív elemet kell tartalmaznia, és megállapodtak abban, hogy ezek azonosításának Marie doktori projektjévé kell válnia.

Ahogy Marie végül felfedezte, egy tonna szurokpor kevesebb, mint egy grammot tartalmaz a nagyon radioaktív anyagtól, amelyet keresett. Az ilyen mértékű extrakció jelentős fizikai erőfeszítéseket és kémiai szakértelmet igényelt. Ennek a munkának a nagy részét Marie maga végezte el egy korhadt istállóban, korlátozott lehetőségekkel. Először az ércet porrá kellett őrölni és savval átitatni, így oldatot állítva elő, amelyet ezután a szokásos csoportelemzési teszteknek vetettek alá. A keletkező csapadék radioaktivitási szintje jelezte azokat a kémiai családokat, amelyekhez az ismeretlen elemek tartoznak.

Marie elemzései két új elem jelenlétére utaltak, az egyik a bizmutmal együtt, a másik a báriummal csapódott ki. Szülőföldje tiszteletére Marie nevezte meg az első ilyen polóniumot, amikor ő és Pierre 1898. júliusában jelentették be felfedezését. Túl kevés volt belőle ahhoz, hogy a tiszta fémet el lehessen különíteni, mivel még egy csomó szurok csak 0,1 mg polóniumot tartalmaz . A csapadék emissziós spektrumában azonban később észleltek egy jellegzetes - nem a bizmutnak tulajdonítható - vonalat. Ez a vonal elhalványult, és végül eltűnt, mivel a mintában lévő polónium bomlott. (A későbbiekben kiderült, hogy a Polonium felezési ideje körülbelül 140 nap.)

A Cury-k 1898 decemberében jelentették be egy második új elem, a rádium felfedezését. Bár bőségesebb volt, mint a polónium, és felezési ideje hosszabb volt, izolálása rendkívül nehéznek bizonyult. Miután porított szuszpenziót kénsavval forralott, Marie végül a kapott keverékből nagyon gyenge rádium-szulfát-oldatot kapott. Ehhez bárium-klorid-oldat hozzáadása - amint az várható volt - a bárium-szulfát kicsapódását okozta. De a radioaktivitás mérései azt mutatták, hogy jelentős mennyiségű rádium-szulfát csapódott le vele együtt. Későbbi kutatások kimutatták, hogy a rádium és a bárium-szulfátok izomorfak, és hogy a rádiumionok helyettesíthetik a szulfátos kristályrács báriumionjainak egy részét.

Marie megerősítette ennek az új elemnek a létezését azáltal, hogy a kevert szulfát-csapadékot klorid-oldattá alakította át, majd a rádium-kloridot a bárium-analógtól hosszú frakcionált kristályosítással elválasztotta. Hosszú vajúdás után (és egészségét jelentősen veszélyeztetve) képes volt kis mintákat előállítani viszonylag tiszta rádiumsókból, amelyeknek megdöbbentő tulajdonsága volt, hogy sötétben izzottak. A spontán energiakiáramlás forrásának elmagyarázása paradigmaváltást igényelt mind a fizikusok, mind a vegyészek számára.

A korai kudarcok és kirekesztés ellenére Curie tudományos felfutása és elszántsága jelentős felfedezésekhez, végül hírnévhez és elismeréshez vezetett

Egy Nobel-nő

A Cury publikációi jelentős érdeklődést váltottak ki a tudományos világ részéről, de időbe telt, mire ez anyagi hatást gyakorolt karrierjükre. 1903-ban azonban a londoni Királyi Társaság átadta nekik Davy-érmét, majd később abban az évben a pár megosztotta a fizikai Nobel-díjat Becquerellel. 1904-ben Pierre a Sorbonne professzora lett, és Marie - doktori címe sikeresen befejeződött - hivatalos egyetemi posztra nevezték ki asszisztenseként. Ugyanebben az évben született Éva. Úgy tűnt, hogy minden jól megy nekik, de 1906-ban Pierre életét vesztette egy közlekedési balesetben.

Marie visszautasította az özvegyi nyugdíjat, amelyet az egyetem felajánlott neki, mivel tovább akart dolgozni. Válaszul a tantestület egyhangúlag beleegyezett, hogy kinevezzék Pierre megüresedett székébe, ezzel ő legyen Sorbonne első professzora. Ezt követően további jelentős hozzájárulást nyújtott a radiokémiához - egy olyan témához, amely nagyobb tudományos érdeklődést váltott ki (és az orvosi jótékonysági szervezetek támogatását), mivel elkezdték feltárni a sugárterápia alkalmazását bizonyos ráktípusok kezelésében.

Marie példája a természettudományi hallgatók légióit inspirálta az egész világon

1910-ben Marie és asszisztense, André Debierne fémrádiumot izolált. Ezt úgy érték el, hogy a rádium-kloridot higany-katóddal elektrolizálták, és a kapott amalgámból a higanyot hidrogénatmoszférában ledesztillálták. Erre és számos más eredményre Marie 1911-ben kémiai Nobel-díjat kapott. Ugyanebben az évben azonban a Francia Tudományos Akadémia elutasította tagjának megválasztását, miután egy rivális felvételi jelölt támogatói támogatták az idegengyűlölő kampányt. támadások ellene a jobboldali sajtóban.

Amikor 1914-ben megkezdődött az első világháború, Marie hamarosan megmutatta hazafiságát. Az orvosok és nővérek számára végzett radiológiai képzések mellett mobil röntgencsapatot is szervezett, amely a frontvonal közelében lévő terepi kórházakban működhetett. Ő maga segítette a kezelést, sőt mentőautót is megtanult vezetni. E szolgálat eredményeként Marie-t 1920-ban megválasztották a francia Orvostudományi Akadémiára, bár a Tudományos Akadémia zárva maradt előtte. Az Akadémia első nőit csak az 1970-es években fogadta el teljes jogú tagként.

Az 1920-as években Marie vezette a Curie Alapítványt, amely egy jótékonysági tröszt, amely a radioaktivitás orvosi alkalmazásának kutatását szponzorálja. A Nemzetek Ligája Szellemi Együttműködés Nemzetközi Bizottságának alelnökeként is tevékenykedett. Időközben egészségi állapota romlott a hosszan tartó sugárterhelés következtében, amikor annak veszélyei rosszul voltak ismertek és a biztonsági óvintézkedések kezdetlegesek voltak. 1934-ben hunyt el. A következő évben idősebb lánya és veje, Irène és Frédéric Joliot-Curie osztották meg a kémiai Nobel-díjat a mesterségesen létrehozott radioaktív izotópokért végzett munkájáért.

Marie példája a természettudományi hallgatók légióit ihlette az egész világon. Az Egyesült Királyságban a neve továbbra is hangsúlyos a Marie Curie Cancer Care munkája révén, amely jótékonysági szervezet 1948 óta nyújt otthoni támogatást és kórházi ellátást szenvedők ezreinek.

Ma, amikor a bevándorlás iránti ellenségeskedés számos országban jelentős politikai erővé vált, Marie története üdvözlő emlékeztetőt is kínál arra, hogy a migránsok értékes ajándékokat hozhatnak befogadó nemzeteiknek. Tragikus irónia, hogy a polónium neve - az az elem, amelyet akkor hívott hazája után, amikor még az orosz birodalom tartománya volt - milliók számára ismertté vált azáltal, hogy 2006-ban Alekszandr Litvinenkót meggyilkolták.

Mike Sutton tudománytörténész Newcastle-ben (Nagy-Britannia)