Марія Склодовська-Кюрі

Через бідність сім'ї і заборону на вступ жінок до Варшавського університету Марія Склодовська не могла отримати освіту в Польщі. Зі своєю сестрою Бронею вони вирішили, що Марія протягом п'яти років працюватиме гувернанткою, щоб дати можливість сестрі закінчити медичний інститут, після чого Броня візьме на себе витрати на вищу освіту сестри. Броня здобула медичну освіту в Парижі і, ставши лікарем, запросила сестру до себе. У віці 24 років залишивши Польщу (1891), Марія Склодовська вступила до факультету природничих наук Паризького університету (Сорбонни). 1893 року, закінчивши курс першою, Марія отримала ступінь ліценціата з фізики Сорбонни (еквівалентну ступеню магістра). Через рік вона стала ліценціатом з математики, закінчивши рік другою.

П'єр Кюрі

У 1894 році в будинку одного польського фізика-емігранта Марія Склодовська зустріла П'єра Кюрі. П'єр був керівником лабораторії у Муніципальній школі промислової фізики і хімії. На той час він здійснив важливі дослідження з фізики кристалів і залежності магнітних властивостей речовин від температури. Марія досліджувала намагніченість сталі, і її польський друг сподівався, що П'єр надасть Марії можливість попрацювати в своїй лабораторії. Познайомившись на ґрунті захоплення фізикою, Марія і П'єр через рік одружилися. Це відбулося незабаром після того, як П'єр захистив докторську дисертацію — 25 липня 1895 року.

Сама Марія згадувала:

«Наше перше житло — невелика, дуже скромна квартира з трьох кімнат була на вулиці Гласьєр, неподалік Школи фізики. Основною її перевагою був вид на величезний сад. Меблі, — найнеобхідніші, — складалися з речей, що належали нашим батькам. Прислуга нам була не по кишені. На мене майже цілком лягли турботи про домашнє господарство, але я і так вже звикла до цього за час студентського життя. Оклад професора П'єра Кюрі становив шість тисяч франків на рік, і ми не хотіли, щоб він, принаймні попервах, брав додаткову роботу. Що ж до мене, я почала готуватися до конкурсного іспиту, необхідного, щоб посісти місце в жіночій школі, і домоглася цього 1896 року. Наше життя було повністю присвячене науковій роботі, і наші дні минали в лабораторії, де Шютценберже дозволив мені працювати разом з чоловіком… Ми жили дуже дружно, наші інтереси у всьому збігалися: теоретична робота, дослідження в лабораторії, підготовка до лекцій або до іспитів. За одинадцять років нашого спільного життя ми майже ніколи не розлучалися, і тому наше листування за ці роки складає лише декілька рядків. Дні відпочинку і канікули присвячувалися прогулянкам пішки або на велосипедах, в селі в околицях Парижу, або на узбережжі моря, чи в горах».

Перша їхня дочка Ірен народилася у вересні 1897 року. За три місяці Кюрі завершила своє дослідження з магнетизму і почала шукати тему для дисертації.

1896 року Анрі Беккерель виявив, що уранові сполуки випромінюють глибоко проникливе випромінювання. На відміну від рентгенівських променів, випромінювання Беккереля було не результатом збудження від зовнішнього джерела енергії, наприклад від світла, а внутрішньою властивістю самого урану. Зачарована цим загадковим явищем і перспективою започаткування нової галузі досліджень, Марія вирішила розпочати вивчення цього випромінювання. Ставши до роботи на початку 1898 року, вона, перш за все, спробувала встановити, чи існують інші речовини, окрім сполук урану, які випромінюють відкриті Беккерелем промені. Оскільки Беккерель помітив, що у присутності сполук урану повітря стає електропровідним, Марія Кюрі вимірювала електропровідність поблизу зразків інших речовин, використовуючи декілька точних приладів, розроблених і побудованих П'єром Кюрі і його братом Жаком.

Пізніше Кюрі писала:

«Мої досліди довели, що випромінювання сполук урану можна точно вимірювати в певних умовах і, що це випромінювання є властивістю атомного елементу урану; його інтенсивність пропорційна кількості урану, що міститься в тій чи іншій сполуці, і не залежить ні від особливостей хімічної сполуки, ні від зовнішніх умов, наприклад, від освітлення чи температури. Після цього я почала шукати, чи існують інші елементи, що мають такі ж властивості. Для цього я перевірила всі відомі у той час елементи, в чистому вигляді або у вигляді сполук. Я виявила, що серед цих речовин тільки сполуки торію мали випромінювання, подібне до урану. Випромінювання торію має інтенсивність такого ж порядку, що і випромінювання урану, і теж є властивістю атомів цього елементу. Довелося шукати новий термін, щоб позначити цю нову властивість елементів урану і торію. Я запропонувала назву радіоактивність, і відтоді вона стала загальноприйнятною; радіоактивні елементи отримали назву радіоелементів.»

Незабаром Марія Кюрі зробила набагато важливіше відкриття: уранова руда, відома під назвою уранової смоляної обманки, випускає сильніше випромінювання Беккереля, ніж сполуки урану і торію, і, принаймні, в чотири рази сильніше, ніж чистий уран. Кюрі висловила припущення, що в урановій смоляній обманці міститься ще не відкритий і сильно радіоактивний елемент. Навесні 1898 року вона повідомила про свою гіпотезу і про результати експериментів Французькій академії наук.

Потім подружжя Кюрі спробувало виділити новий елемент. П'єр відклав свої власні дослідження з фізики кристалів, щоб допомогти Марії. У липні і грудні 1898 року Марія і П'єр Кюрі оголосили про відкриття двох нових елементів, які були названі ними полонієм (на честь Польщі — батьківщини Марії) і радієм. Оскільки Кюрі не виділили жоден з цих елементів, вони не могли надати хімікам вирішального доказу їхнього існування. Тому подружжя Кюрі вирішило екстрагувати два нові елементи з уранової смоляної обманки. Щоб екстрагувати їх у вимірних кількостях, дослідникам необхідно було переробити величезні кількості руди. Протягом подальших чотирьох років Кюрі працювали в примітивних і шкідливих для здоров'я умовах.

У той період зарплатні П'єра не вистачало, щоб утримувати сім'ю. Попри те, що інтенсивні дослідження і маленька дитина займали майже весь її час, Марія Кюрі в 1900 році почала викладати фізику в Севрі, у навчальному закладі, що готував вчителів середньої школи. Овдовілий батько П'єра переїхав до Кюрі і допомагав наглядати за Ірен.

У вересні 1902 року Кюрі оголосили про те, що їм вдалося виділити одну десяту граму хлориду радію з декількох тонн уранової смоляної обманки. Виділити полоній їм не вдалося, оскільки він виявився продуктом розпаду радію. Аналізуючи сполуку, Марія встановила, що атомна маса радію дорівнює 225. Сіль радію випромінювала блакитне світло і тепло. Ця фантастична речовина привернула увагу всього світу. Визнання і нагороди за його відкриття прийшли до подружжя Кюрі майже одразу.

Завершивши дослідження, Марія Кюрі написала свою докторську дисертацію. Робота називалася «Дослідження радіоактивних речовин» і була представлена в Сорбонні в червні 1903 року. На думку комітету, що присудив Кюрі науковий ступінь, її робота була найбільшим внеском, коли-небудь внесеним до науки докторською дисертацією.

Робота з радіоактивними речовинами відчутно позначилася на здоров'ї Марії Кюрі. Спочатку вона перенесла важку операцію на нирках, потім у неї різко погіршився зір, з'явилися проблеми зі слухом. У 1920 році в листі до сестри вона писала:

«Мій зір дуже ослаб, і цьому, ймовірно, мало чим зарадиш. Що стосується слуху, то мене переслідує постійний шум у вухах, іноді дуже сильний.»

У період з 1923 по 1930 роки Марії було зроблено чотири операції на очах, які в підсумку відновили їй зір. Померла Марія Склодовська-Кюрі 4 липня 1934 року від гострої злоякісної апластичної анемії, яку спричинило переродження кісткового мозку внаслідок хронічної променевої хвороби. У медичному висновку професор Рего написав:

«Мадам Кюрі може вважатися однією з жертв тривалого поводження з радіоактивними речовинами, які відкрили її чоловік і вона сама».

Ховали Марію Кюрі з особливою обережністю. Дерев'яну труну помістили у свинцеву, а ту у свою чергу в ще одну дерев'яну. Коли в 1995 році її останки переносили в Пантеон, заміри рівня радіації внутрішньої труни показали, що він у 30 разів перевищує фонові показники.

Марія і П'єр Кюрі в своїй паризькій лабораторії, до 1907

У грудні 1903 року Шведська королівська академія наук присудила Нобелівську премію з фізики Анрі Беккерелю і подружжю Кюрі. Марія і П'єр Кюрі отримали половину нагороди «на знак визнання … їхніх спільних досліджень явищ радіації, відкритих професором Анрі Беккерелем»[7]. Кюрі стала першою жінкою, удостоєною Нобелівської премії. І Марія, і П'єр Кюрі хворіли і не змогли поїхати до Стокгольму на церемонію вручення премії. Вони отримали її влітку наступного року.

«Нагородження Нобелівською премією, — писала Кюрі, — було для нас важливою подією зважаючи на престиж, пов'язаний з цими преміями, установленими на ті часи ще зовсім недавно (1901). З матеріального погляду, половина цієї премії була значною сумою. Відтепер П'єр Кюрі міг передати викладання в Школі фізики Полю Ланжевену, своєму колишньому учневі, фізикові з великою ерудицією. Крім того, він запросив препаратора особисто для своєї роботи. Разом з тим популярність, яку принесла ця щаслива подія, виявилася важким тягарем для людини, не підготовленої і незвичної до неї. Це була лавина візитів, листів, прохань про лекції і про статті — постійних причин втрати часу, хвилювання і втоми».

Ще до того, як подружжя Кюрі завершило свої дослідження, їх роботи спонукали інших фізиків до вивчення радіоактивності. 1903 року Ернест Резерфорд і Фредерік Содді висунули теорію, за якою радіоактивні випромінювання виникають під час розпаду атомних ядер. Під час розпаду (випромінювання якихось частинок, що утворюють ядро) радіоактивні ядра зазнають трансмутації — перетворення на ядра інших елементів. Кюрі не без коливань прийняла цю теорію, оскільки розпад урану, торію і радію відбувається настільки поволі, що в своїх експериментах їй не доводилося його спостерігати. Щоправда, були дані про розпад полонію, але поведінку цього елементу Кюрі вважала нетиповою. Все ж таки 1906 року вона погодилася прийняти теорію Резерфорда-Содді як найправдоподібніше пояснення радіоактивності. Саме Марія започаткувала терміни розпад і трансмутація.

Подружжя Кюрі відзначило дію радію на людський організм (як і Анрі Беккерель, вони отримали опіки, перш ніж зрозуміли небезпеку поводження з радіоактивними речовинами) і висловили припущення, що радій може бути використаний для лікування пухлин. Терапевтичне значення радію було визнано майже відразу, і ціни на радієві джерела різко піднялися. Проте Кюрі відмовилися патентувати процес екстракції і використовувати результати своїх досліджень в будь-яких комерційних цілях. На їх думку отримання комерційної вигоди не відповідало духу науки, ідеї вільного доступу до знань. Попри це, фінансовий стан подружжя Кюрі поліпшився, оскільки Нобелівська премія та інші нагороди принесли їм певний достаток. У жовтні 1904 року П'єр був призначений професором фізики в Сорбонні, а місяць по тому Марія стала офіційно іменуватися завідувачкою його лабораторії. У грудні у них народилася друга дочка, Ев, яка згодом стала концертною піаністкою та біографом своєї матері.

Марія Кюрі черпала сили у визнанні її наукових досягнень, улюбленій роботі, любові і підтримці П'єра. Як вона сама зізнавалася:

«Я знайшла в шлюбі все, про що могла мріяти у момент укладення нашого союзу, і навіть більше того».

Але в квітні 1906 року П'єр загинув у вуличній катастрофі. Втративши найближчого друга і товариша по роботі, Марія замкнулася у собі. Проте вона знайшла сили продовжувати роботу. У травні, після того, як Марія відмовилася від пенсії, призначеної міністерством суспільної освіти, факультетська рада Сорбонни призначила її на кафедру фізики, яку раніше очолював її чоловік. Коли через шість місяців Кюрі прочитала свою першу лекцію, вона стала першою жінкою-викладачем Сорбонни.

Після смерті чоловіка Марія залишалася ніжною і люблячою матір'ю для двох своїх дочок. Одна з них, Ірен, що стала відомим фізиком, згадує:

«Моя мати дуже любила проводити вільний час у прогулянках за містом або працювати в саду, а під час відпустки вона надавала перевагу горам чи морю. Марія Кюрі захоплювалася фізичними вправами і завжди знаходила привід, щоб зайнятися ними і примусити нас з сестрою ними зайнятися. Вона любила природу і вміла насолоджуватися нею, але тільки не споглядаючи. У саду вона поралася з квітами; у горах любила ходити, зупиняючись, звичайно, іноді, щоб відпочити і помилуватися пейзажем… Марія Кюрі не вела світського життя. Вона бувала тільки в будинках небагатьох друзів, і до того ж досить рідко. Коли їй доводилося бути присутнім на якихось прийомах або офіційних урочистостях, це завжди було для неї втомно й нудно. Але вона знайшла спосіб використовувати цей час найкращим чином, розмовляючи зі своїми сусідами за столом про їхню спеціальність. Розвиваючи цю тему, будь-хто з них майже завжди міг розповісти щось цікаве. Той факт, що мати не шукала ані світських зв'язків, ані зв'язків з людьми впливовими, іноді вважають свідченням її скромності. Я вважаю, що це скоріше якраз навпаки: вона дуже вірно оцінювала своє значення і їй аніскільки не лестили зустрічі з титулованими особами або з міністрами. Мені здається, вона була дуже задоволена, коли їй довелося познайомитися з письменником Джозефом Редьярдом Кіплінгом, а те, що її представили королеві Румунії, не справило на неї ніякого враження».

У лабораторії Марія Кюрі зосередила свої зусилля на виділенні чистого металевого радію, а не його сполук. У 1910 році їй вдалося в співпраці з Андре-Луї Деб'єрном отримати цю речовину і тим самим завершити цикл досліджень, початий 12 років тому. Вона переконливо довела, що радій є хімічним елементом. Кюрі розробила метод вимірювання радіоактивної еманації і приготувала для Міжнародного бюро мір і ваг перший міжнародний еталон радію — чистий зразок хлориду радію, з яким належало порівнювати решту всіх джерел.

Наприкінці 1910 року за наполяганням багатьох учених кандидатуру Марії Кюрі було висунуто на виборах до одного з найпрестижніших наукових товариств — Французької академії наук. П'єр Кюрі був обраний до неї лише за рік до своєї смерті. До того протягом всієї історії Французької академії наук жодна жінка не була її членом, тому висунення кандидатури Кюрі призвело до жорсткої сутички між прихильниками і супротивниками цього кроку. Після кількох місяців полеміки в січні 1911 року кандидатура Марії Кюрі була відхилена на виборах більшістю в один голос.

Диплом Нобелівської премії 1911

Марія Кюрі та Анрі Пуанкаре на першій Солвейській конференції

За кілька місяців Шведська королівська академія наук присудила Марії Кюрі Нобелівську премію з хімії «за її видатні заслуги в розвитку хімії: відкриття елементів радію і полонію, виділення радію та вивчення природи і сполук цього чудового елементу»[8]. Кюрі стала першим двічі лауреатом Нобелівської премії. Представляючи нового лауреата, Е. В. Дальгрен відзначив, що «дослідження радію привело останніми роками до народження нової області науки — радіології, що вже має власні інститути та журнали».

Марія Кюрі доклала немало зусиль, щоб домогтися гідної лабораторії для розвитку нової науки про радіоактивність. Незадовго до початку Першої світової війни Паризький університет і Пастерівський інститут заснували Радієвий інститут для досліджень радіоактивності. Кюрі була призначена директором відділення фундаментальних досліджень і медичного застосування радіоактивності. Під час війни вона навчала військових медиків застосуванню радіології, наприклад, виявленню за допомогою рентгенівських променів шрапнелі в тілі пораненого. У прифронтовій зоні Кюрі допомагала створювати радіологічні установки, забезпечувати пункти першої допомоги переносними рентгенівськими апаратами. Накопичений досвід вона узагальнила в монографії «Радіологія і війна» 1920 року.

Після війни Кюрі повернулася до Радієвого інституту. Останніми роками життя вона керувала роботами студентів і активно сприяла застосуванню радіології в медицині. Нею написано біографію П'єра Кюрі, яку було опубліковано 1923 року. Періодично Кюрі здійснювала поїздки до Польщі, яка наприкінці війни здобула незалежність. Там вона консультувала польських дослідників. У 1921 році разом з дочками Кюрі відвідала Сполучені Штати, щоб прийняти в дарунок один грам радію для продовження дослідів. Під час свого другого візиту до США (1929) вона отримала пожертвування, на яке придбала ще грам радію для терапевтичного використання в одному з варшавських госпіталів. Але внаслідок багаторічної роботи з радієм її здоров'я стало помітно погіршуватися.

Марія Кюрі померла 4 липня 1934 року від апластичної злоякісної анемії на тлі хронічної променевої хвороби[9] в санаторії Санселлемоз (Sancellemoz) містечка Пассі у французьких Альпах.