Dicembre 1898: I Curie scoprono il Radio

Le donne fisico erano una rarità nel 19° secolo, ma ancora più rari sono stati team di scienziati composti da marito e moglie. Pierre e Marie Curie hanno fatto la storia non solo in questo senso, ma anche perché il loro lavoro di squadra ha portato alla scoperta della radioattività e di due nuovi elementi della tavola periodica, per il quale hanno condiviso il premio Nobel per la Fisica.

Nata in Polonia, Marie Curie nacque Maria Sklodowska. Suo padre era un insegnante di scuola che aveva perso la sua posizione di prestigio a causa dei suoi sentimenti pro-polacchi in un periodo in cui la Polonia è stata divisa tra Austria, Prussia e Russia zarista.

La famiglia era povera, ma suo padre riusci a far accedere Marie e tutti i suoi fratelli ai classici della letteratura, così come alla scienza.

Marie non poteva iscriversi all'Università di Varsavia; le donne non erano ammesse. Invece, lei, sua sorella Bronya, e molti altri amici frequentarono l'"università mobile": una scuola serale illegale le cui classi cambiavano  continuamente sede per sfuggire alle autorità zariste. Lavorò come governante per diversi anni, aiutando con il suo stipendio il pagamento della retta per l'insegnamento di Bronya alla scuola medica di Parigi.
Infine, venne il suo turno. Marie partì per Parigi, nell'autunno del 1891 per proseguire gli studi presso la prestigiosa Università di Parigi della Sorbona. Anche se la sua preparazione in matematica e scienze di base era del tutto inadeguata, Marie lavorò duramente per recuperare il ritardo con i suoi coetanei, e alla fine del primo anno fu la migliore del suo corso di laurea in fisica, e seconda del corso in matematica l'anno successivo.
Nella primavera del 1894, la ricerca di Marie per un posto in laboratorio scientifico la portò al fatidico incontro con Pierre Curie, uno scienziato circa 10 anni più di lei che aveva fatto un lavoro pionieristico sul magnetismo.
Figlio di un medico rispettato, Pierre aveva preso lezioni private da bambino, dimostrando una vera passione e un dono particolare per la matematica. Conseguì la laurea a 18 anni, e tre anni scoprì l'effetto piezoelettrico con il fratello maggiore, Jacques.
Essi scoprirono che quando viene applicata una pressione a determinati cristalli, questi generano tensione elettrica, e quando sono immessi in un campo elettrico, questi stessi cristalli sono compressi. Usarono questo effetto per costruire un elettrometro quarzo piezoelettrico per misurare correnti elettriche deboli, che Marie avrebbe poi utilizzato nella sua ricerca.
Pierre scoprì una relazione fondamentale tra le proprietà magnetiche e la temperatura. Oggi, la temperatura alla quale il magnetismo permanente scompare è conosciuto come "punto di Curie."
Fu Marie che incoraggiò Pierre a scrivere circa quest'ultimo lavoro come tesi di dottorato. Conseguì il dottorato di ricerca nel marzo 1895, insieme alla cattedra presso la Scuola Comunale, e la coppia si sposò tre mesi più tardi.
Per il suo dottorato, Marie scelse di concentrarsi sui misteriosi raggi dell'uranio scoperti agli inizi del 1896 da Henri Becquerel, pochi mesi dopo la scoperta dei raggi X da parte di Wilhelm Roentgen.
Marie condusse numerosi esperimenti che confermarono le osservazioni di Becquerel che gli effetti elettrici dei raggi dell' uranio erano costanti, indipendentemente dal fatto che l'uranio sia solido o polverizzato, puro o in un composto, bagnato o asciutto, o se era esposto alla luce o al calore. Convalidò la conclusione che i minerali con una maggiore percentuale di uranio emettevano raggi più intensi.
Quindi formulò l'ipotesi che l'emissione di raggi dei composti di uranio fosse una proprietà atomica dell'elemento uranio qualcosa integrato nella struttura stessa dei suoi atomi. Coniò il termine "radioattività" per descrivere questo effetto, che riscontrò anche in composti di torio.
Incuriosito dai risultati della moglie, Pierre unì le forze con lei. Scoprirono che due minerali di uranio, pechblenda e chalcolite, erano molto più radioattivi dell'uranio puro, e conclusero che la loro natura altamente radioattiva doveva essere dovuta ad elementi chimici ancora non scoperti. In team, i coniugi Curie lavorarono a separare le sostanze di cui erano composti questi minerali e quindi utilizzarono l'elettrometro per effettuare misurazioni delle radiazioni a "tracciare" la quantità di elemento radioattivo sconosciuto nei loro campioni.
Scoprirono che uno di questi era fortemente radioattivo, quindi, anche se si comportava chimicamente come bismuto, doveva essere qualcosa di nuovo. Chiamarono questo nuovo elemento "polonio".
Nel mese di dicembre 1898, scoprirono un secondo nuovo elemento in una frazione di bario, che hanno chiamarono "radio". Per dimostrare a una comunità scientifica scettico che si trattava effettivamente di nuovi elementi, i coniugi Curie dovettero isolarli. Ci vollero più di tre anni a Marie per isolare un decimo di grammo di puro cloruro di radio, mentre non riuscì a isolare il polonio a causa della sua breve emivita: 138 giorni. Mentre effettuava i suoi esperimenti il polonio costituente la materia prima infatti si decomponeva rapidamente.
Il loro lavoro combinato portato quasi immediatamente all'uso di materiali radioattivi in medicina.
Ancora oggi, gli isotopi radioattivi sono usati come "traccianti" per tracciare i cambiamenti chimici e processi biologici.
Pierre intuì inoltre un'altra applicazione degli studi sul decadimento radioattivo dei materiali; determinò l'età della Terra in termini di miliardi di anni, grazie ad uno studio sul decadimento dell'uranio.
Nel 1903 l'Accademia Francese delle Scienze nominò Becquerel e Pierre, ma non Marie, come candidati per il Premio Nobel per la fisica. Un matematico svedese di nome Magnus GOESTA Mittag-Leffler, membro della commissione di nomina e sostenitore del ruolo delle donne nella scienza, intervenne, e Marie fu inclusa nella nomina. I tre scienziati furono premiati con il Premio Nobel nel dicembre 1903.