Wielkość Marii Skłodowskiej-Curie

RRok Marii Skłodowskiej-Curie
Andrzej Kajetan Wróblewski
Wielkość Marii Skłodowskiej-Curie
Wbrew mniemaniu polityków, którzy stale rozprawiają o planowaniu badań naukowych, ogromna większość przełomowych odkryć jest dziełem przypadku albo szczęścia.
Ale – jak mawiał Louis Pasteur – szczęście sprzyja tylko umysłom przygotowanym,
a takie właśnie cechują wielkich badaczy. Do nich należała Maria Skłodowska-Curie.
Wilhelm Conrad Röntgen zupełnie przypadkiem odkrył w listopadzie 1895 r. tajemnicze promieniowanie. Badał wyładowania elektryczne w rurze z rozrzedzonym gazem,
w pewnej chwili się odwrócił i zauważył, że leżący w pobliżu światłoczuły ekran świeci,
chociaż nie padało na niego światło. Obecnie wiemy, że takie zjawisko obserwowało
też paru innych fizyków, ale je zlekceważyli. Röntgen natomiast rozpoczął badania
i stwierdził, że tajemnicze promienie z rury – nazwał je promieniami X – mogą także
przenikać przez papier, drewno i inne lekkie substancje.
Odkrycie promieniotwórczości było przypadkową konsekwencją odkrycia promieni
Röntgena. Henri Becquerel sprawdzał hipotezę, że promienie X powstają, kiedy minerały fosforyzujące (tzn. takie, które świecą jeszcze przez jakiś czas po ustaniu ich oświetlania) zostaną silnie naświetlone przez słońce. Akurat przypadkiem wziął ze swojego
zbioru minerałów taki, który zawierał uran. Wystawił go na słońce, dobrze naświetlił,
a potem położył na kliszy fotograficznej szczelnie zawiniętej w gruby papier. Wywołał
potem kliszę i stwierdził, że została zaczerniona, a więc doszło do niej promieniowanie.
W dniu 24 lutego 1896 r. ogłosił triumfalnie na posiedzeniu Akademii Nauk w Paryżu,
że wie, skąd się biorą promienie X. To była jego pierwsza pomyłka.
Ale w Paryżu pogoda się popsuła, padał deszcz, a Becquerel w oczekiwaniu na słońce
trzymał w szufladzie minerał uranowy i klisze zawinięte w papier. Czekanie mu się
znudziło, wywołał klisze i stwierdził, że są zaczernione, chociaż nie były naświetlone.
Zrozumiał, że to sam uran wysyła promieniowanie. Na kolejnym posiedzeniu Akademii
Nauk odwołał więc poprzednie wnioski. Potem niestety przyszła seria jego pomyłek,
kiedy po dalszych badaniach ogłosił, że promieniowanie uranu podlega – jak zwykłe
światło – interferencji, dyfrakcji i polaryzacji. Z tego wynikało, że jest to więc światło,
tyle że niewidoczne dla oka. Becquerel postanowił zatem odejść od „nieciekawego” za-
Andrzej Kajetan Wróblewski
PALESTRA
gadnienia, jakim zdawała się być wtedy promieniotwórczość, i przez dwa lata zajmował
się badaniami wpływu pola magnetycznego na światło.
Nie wiadomo, jak długo promieniowanie uranu pozostawałoby na peryferiach zainteresowania fizyków, gdyby nie Maria Skłodowska-Curie. Była młodą mężatką i kończyła
studia licencjackie na Sorbonie. 12 sierpnia 1897 r. urodziła córkę Irenę, a 7 listopada
ukończyła 30 lat. 27 grudnia została opublikowana jej pierwsza praca, o właściwościach
magnetycznych hartowanej stali. W swej Autobiografii napisała potem: „Zdecydowałam
się wreszcie na temat mojej rozprawy doktorskiej. Uwagę moją zwróciły ciekawe wyniki
badań Henri Becquerela soli rzadkiego metalu – uranu”. W odróżnieniu od Becquerela
i wielu innych fizyków Skłodowska‑Curie uznała, że jest to zjawisko zasługujące na
dalsze zbadanie.
Trzeba pamiętać, że Maria Skłodowska-Curie w tym czasie jeszcze karmiła kilkumiesięczną Irenę. Mimo to już 12 kwietnia 1898 r. zostały ogłoszone wyniki jej badań, które
prowadziła przez kilka poprzednich miesięcy. Ta praca była przełomowa dla dalszej
historii promieniotwórczości.
Wielkie odkrycia biorą się z prób szukania odpowiedzi na proste pytania. Pytania Marii Skłodowskiej-Curie były proste: czy poza uranem jakieś inne pierwiastki lub związki
wysyłają podobne przenikliwe promieniowanie? czy natężenie promieniowania różnych minerałów uranowych jest proporcjonalne do zawartości w nich uranu?
„Zbadałam dużą liczbę metali, soli, tlenków i minerałów [...] Wszystkie badane związki uranu są bardzo aktywne; są one w ogólności tym bardziej aktywne, im więcej zawierają uranu. Bardzo aktywne są związki toru. Tlenek toru przewyższa aktywnością
uran metaliczny. Należy zauważyć, że dwa najbardziej aktywne pierwiastki, uran i tor,
to te o największym ciężarze atomowym”.
W tym czasie w Niemczech Gerhardt Schmidt niezależnie wpadł na pomysł, żeby
poszukać innych, poza uranem, pierwiastków promieniotwórczych i także odkrył, że
takim pierwiastkiem jest tor. Ale nie przyszło mu do głowy, żeby zbadać natężenie
promieniowania różnych minerałów uranu – najwidoczniej uznał, że to strata czasu.
Tymczasem Maria Skłodowska-Curie takie badania przeprowadziła i to doprowadziło
do przełomu:
„Dwie rudy uranu, blenda smolista (…) i chalkolit (…) są znacznie bardziej aktywne
niż sam uran. Jest to fakt zdumiewający i nasuwa przypuszczenie, że minerały te mogą
zawierać pierwiastek znacznie bardziej aktywny od uranu. Przygotowałam chalkolit
według sposobu Debraya z czystych składników. Ten sztuczny chalkolit nie jest bardziej
aktywny niż inne sole uranu”.
Zwróćmy uwagę, że genialnym posunięciem Marii Skłodowskiej-Curie był eksperyment kontrolny, synteza sztucznego chalkolitu, który okazał się całkiem normalny.
Tymczasem we Włoszech Emilio Villari także badał wtedy blendę smolistą, zwracał
jednak uwagę tylko na rozładowywanie przez nią elektroskopu listkowego, był więc
o włos od wielkiego odkrycia, ale nie przyszło mu do głowy, żeby prowadzić pomiary ilościowe, a to właśnie one doprowadziły Marię Skłodowską-Curie do wielkiej
sławy.
„Okazało się, że wyniki, do jakich mnie ta praca doprowadziła, odsłaniają widoki tak
ciekawe, że pan Curie, odstępując od swych robót, będących w biegu, przyłączył się do
mnie i odtąd wspólnie nasze usiłowania skierowaliśmy ku wydobyciu nowych ciał pro-
10
9–10/2011
Wielkość Marii Skłodowskiej-Curie
mieniotwórczych i ich zbadaniu” – napisała potem w swej rozprawie doktorskiej Maria
Skłodowska-Curie. Pracując już razem, małżonkowie Curie już 18 lipca 1898 r. ogłosili
komunikat o odkryciu polonu. Irena miała wtedy dopiero 11 miesięcy! A komunikat
o odkryciu radu został podany do wiadomości 26 grudnia. Był to prawdziwy tempus
mirabile Marii Skłodowskiej-Curie.
Maria Skłodowska-Curie dokonała wielkiego odkrycia, szukając odpowiedzi na
proste pytania. Jej odważna, śmiała hipoteza o istnieniu nieznanego, silnie promieniotwórczego pierwiastka, potwierdzona zaraz przez wyniki badań, zupełnie odmieniła
stosunek fizyków i chemików do promieniotwórczości. Becquerel, wielce zawstydzony,
wrócił do eksperymentów i wkrótce odwołał swoje błędne konkluzje z marca 1896 r.
Próbował nadrobić stracony czas, starał się często odwiedzać laboratorium Curie i, jak
pisał Pierre Curie w liście do przyjaciela, „był bardzo natarczywy”. Potem Becquerel też
publikował błędne wyniki, aż pewnego razu sławny brytyjski uczony i noblista Ernest
Rutherford, który nie przebierał w słowach, wyraził się, że „Becquerel to osioł pierwszej
klasy”. W istocie to genialne badania Marii Skłodowskiej-Curie zapewniły Becquerelowi w 1903 r. udział w Nagrodzie Nobla, której by nie było, gdyby promieniotwórczość
pozostawała „nieciekawym zjawiskiem”.
W następnych latach Maria Skłodowska-Curie wielokrotnie dawała dowód swej wielkości, gdy wyprzedzała epokę śmiałymi hipotezami. Była stałą uczestniczką i główną
postacią Kongresów Solvaya organizowanych od 1911 r. Te konferencje skupiały około
dwudziestu, zapraszanych imiennie, najwybitniejszych uczonych danego czasu.
Niemal o każdej wielkiej postaci krążą różne mity. Nie inaczej jest też w przypadku
Marii Skłodowskiej-Curie. Najbardziej uwłaczającym jej wielkości jest mit, że była doktorantką Becquerela i robiła swe eksperymenty w jego laboratorium, a innym, że była
tylko sumienną pomocnicą swego męża. Ale dwie Nagrody Nobla, które jej przyznano,
są najlepszym dowodem jej wybitności.
Badania Marii Skłodowskiej-Curie miały wielki wpływ na rozwój fizyki jądrowej,
radiochemii i medycyny. Bezpośrednim zastosowaniem w medycynie było użycie promieniowania radu do niszczenia nowotworów (radioterapia). Natomiast konsekwencją
rozwoju fizyki jądrowej stało się opracowanie innych, doskonalszych metod zastosowania promieniowania w medycynie (medycyna nuklearna).
11