Stefania Horovitz i tajemnica izotopów

Portret Stefanii Horowitz, prawdopodobnie namalowany przez ojca, b.d., [za:] https://www.geni.com/people/Stefania-Horowitz/6000000009579527822, dostęp z 17 lutego 2018
Odkrycie polonu i radu w 1898 roku przez Marię Skłodowską-Curie spowodowało prawdziwą lawinę odkryć kolejnych nowych pierwiastków. Profesor Józef Hurwic przedstawił to chyba najtrafniej:

Na początku drugiego dziesięciolecia naszego wieku znano około trzydziestu różnych substancji promieniotwórczych, które uważano za odrębne pierwiastki chemiczne, w układzie okresowym zaś między ołowiem i uranem było tylko kilka miejsc nie obsadzonych. Wydawało się więc, że prawo okresowości nie stosuje się do substancji promieniotwórczych. Ich zespół stanowił istną dżunglę.

Tajemnica Natury została wyjaśniona przez Fredericka Soddy’ego w 1913 roku. Uczony zauważył, że jeden pierwiastek chemiczny może mieć kilka odmian różniących się masą atomową. W prestiżowym czasopiśmie „Nature” napisał – Są one [pierwiastki] identyczne pod względem chemicznym, a także fizycznym, z wyjątkiem kilku właściwości zależących wprost od masy atomowej. Ponieważ właściwości chemiczne izotopów są takie same, można je jedynie rozdzielić metodami fizycznymi. Dzięki koncepcji Soddy’ego liczba odkrytych pierwiastków promieniotwórczych nagle zmalała i w układzie okresowym pozostały tylko polon (84Po), radon (86Rn), rad (88Ra), aktyn (89Ac), tor (90Th) i uran (92U). Osiem innych „różnych pierwiastków” (izotopów) tak naprawdę było odmianami umiejscowionych już w układzie okresowym czterech pierwiastków. W tej niezwykłej łamigłówce istotną rolę odegrała uczona urodzona w Warszawie – Stefania Horovitz. Była ona trzecią kobietą z Polski, która po Marii Skłodowskiej-Curie i Alicji Dorabialskiej odegrała istotną rolę w nauce o promieniotwórczości.

Leopold Horovitz, Autoportret, 1915, Domena Publiczna

Stefania Renata Horovitz urodziła się 17 kwietnia 1887 roku w Warszawie. Jej ojciec, Leopold Horovitz (1838–1917), był znanym i cenionym artystą skupionym wokół dworu cesarza Józefa I. Leopold słynął ze zdolności do malowania portretów. W 1873 roku w Wiedniu na międzynarodowej wystawie zdobył złoty metal za jeden ze swoich obrazów. Apogeum jego sławy przypadło na 1896 rok, kiedy został poproszony o namalowanie portretu cesarza Franciszka Józefa I. Dzięki tak szybko rozwijającej się karierze jego rodzina nie narzekała na niedostatki. Mniej więcej w tym samym czasie Leopold wraz z żoną Rozą z Londonów (1853–1920) oraz dziećmi Jerzym (1875–1948), Zofią (1877–1941), Arminem (1880–1965), Janiną (1882–1941) i najmłodszą Stefanią przenieśli się do Wiednia. Stefania pobierała nauki w domu. Nauka była jednak na najwyższym możliwym poziomie. W 1907 roku zainteresowała się chemią i zapisała na Wydział Filozoficzny Uniwersytetu Wiedeńskiego. Sukcesy przychodziły stosunkowo łatwo i już w 1914 roku ukończyła studia doktoranckie specjalizując się w chemii organicznej. Promotorem dysertacji był znany chemik organik profesor Guido Goldschmiedt (1850–1915). Do jego największych osiągnięć naukowych należało między innymi określenie struktury kilku związków pochodzenia naturalnego, w tym papaweryny i kwasu elagowego. Praca Horowitz dotyczyła przegrupowania chinonu pod wpływem kwasu siarkowego. Dysertacja została oceniona bardzo dobrze, a jej wynik opublikowano w dwóch pracach naukowych. Po obronie pracy doktorskiej Stefania zwróciła uwagę na chemię jądrową.

Otto Hönigschmid, przed 1921, [za:] https://badw.de/en/community-of-scholars/deceased.html?tx_badwdb_badwperson%5Bper_id%5D=1374&_badwdb_badwperson%5BpartialType%5D=BADWPersonDetailsPartial&tx_badwdb_badwperson%5BmemberType%5D=&tx_badwdb_badwperson%5Baction%5D=show&tx_badwdb_badwperson%5Bcontroller%5D=BADWPerson, dostęp z 17 lutego 2018
Pod koniec 1913 lub na początku 1914 roku rozpoczęła pracę w Instytucie Radowym w Wiedniu pod kierunkiem Ottona Hönigschmida (1878–1945). W latach 1904–1906 uczony pracował w laboratorium odkrywcy fluoru Henriego Moissana w Paryżu, a później u Theodore’a Richardsa na Uniwersytecie Harvarda. Uczony specjalizował się w badaniach węglików, krzemianów i pomiarach masy atomowej. Według opinii Kazimierza Fajansa był on mistrzem w oznaczaniu mas atomowych. Horovitz została jego protegowaną prawdopodobnie na prośbę Goldschmiedta, który był nauczycielem Hönigschmida. Co niezwykle istotne Hönigschmid miał pozytywne nastawienie do kobiet studiujących i zajmujących się nauką.

Historia rozpoczęcia ich współpracy jest niezwykła. Hönigschmid poszukując współpracownika zwrócił się z prośbą do przebywającej w Berlinie Lise Meitner, czy nie zna kogoś w Wiedniu kto kwalifikowałby się do pomocy w jego projekcie związanym z określaniem masy atomowej pierwiastków. Dzięki jej rekomendacji poznał Stefanię. Meitner i Horovitz najprawdopodobniej spotkały się w 1907 roku. Kilka miesięcy później napisał do Meitner: Przesyłam Ci pozdrowienia od panny Horovitz, która nie wierzy, że ją pamiętasz. Właśnie się z nią o to spieram. Od czerwca 1914 roku Horovitz i Hönigschmid rozpoczęli ścisłą współpracę. Otto Hönigschmid napisał do Lise Meitner – Z panną Horovitz pracujemy jak dobrzy koledzy. W tę piękną niedzielę nadal siedzimy w laboratorium od godziny szóstej. Uczeni zajęli się izolowaniem i oczyszczaniem ołowiu ze 100 kilogramów z siarczanu ołowiu pozyskanego z materiałów z Jachimowa. Praca ta była niezwykle czasochłonna i skrupulatna. Wszystkie ważone substancje musiały być izolowane w stanie czystym, a eksperymentator powinien być w stanie określić nawet najmniejszą ilość substancji, która może zostać utracona podczas eksperymentu ilościowego. Wkrótce stwierdzili, że masa atomowa ołowiu powstającego w szeregu uranowo-radowym wynosiła 206,73. Wykazali tym samym, że ołów z rozpadu jest lżejszy niż „zwykły” ołów (207,21). 23 maja 1914 roku Hönigschmid zaprezentował wyniki na kongresie Bunsena w Lipsku. Pracę wysłali także do „Monatshefte für Chemie”, a później także do „Comptes Rendus”. Uczeni wspólnie wykazali także, że odkryty przez Boltwooda i Hahna w 1906 roku pierwiastek jon to de facto izotop toru-230. Było to niezwykle ważne spostrzeżenie, bowiem wykazało, że jon i tor-230 mają takie same właściwości spektroskopowe i chemiczne, a jedyną różnicą jest ich masa atomowa. W jednym eksperymencie Horovitz podważyła istnienie pierwiastka i znalazła drugi dowód na istnienie izotopów.

Stefania Horowitz w Instytucie Radowym w Wiedniu, listopad 1915, [za:] M. Retenzi, Trafficking Materials and Gendered Experimental Practices. Radium Research in Early 20th Century Viena, http://www.gutenberg-e.org/rentetzi/index.html, dostęp z 17 lutego 2019
Ze współpracy Stefanii i Ottona wynika, że Horovitz była dojrzałym naukowcem i bliskim współpracownikiem swojego mentora. Potrafiła wyciągać słuszne wnioski z przeprowadzonych eksperymentów, często sama inicjowała prace nad nurtującym ją problemem. W 1914 roku Hönigschmid w liście do Meitner pisał: Teraz izolujemy ołów z czystej smółki z Jachimowa… Mamy nadzieję, że w ciągu najbliższych dwóch tygodni przed świętami przeanalizujemy te przygotowane [próbki] ołowiu… W 1922 roku w wykładzie noblowskim Frederick Soddy również podkreślił udział Stefanii Horovitz w pracach nad izotopami. Powiedział między innymi – Jednocześnie prace nad ołowiem z minerałów uranowych były prowadzone przez T. W. Richardsa i jego studentów na Harvardzie, a także przez Hönigschmida i Mlle. Horovitz, którzy podali prawidłowe wartości [masy atomowej ołowiu]. Historyk nauki Lawrence Badash podkreślił, że Hönigschmid i Horovitz przedstawili najbardziej przekonujące dowody potwierdzające istnienia izotopów, a ich prace eksperymentalne potwierdziły jednocześnie pracę wykonaną w trzech innych laboratoriach.

Niestety pod koniec pierwszej wojny światowej współpraca uczonych została przerwana. Hönigschmid przyjął etat na Uniwersytecie w Monachium i opuścił Wiedeń. Z niejasnych dziś powodów Horovitz opuściła Wiedeń i na krótki czas porzuciła karierę naukową. Według opinii członków rodziny chciała pocieszyć matkę po śmierci ojca i w 1917 roku wróciła do Warszawy. Siedem lat później, w 1924 roku wróciła do Wiednia i zafascynowała się psychologią adlerowską. Wspólnie z Alice Friedman zaczęła organizować dom zastępczy dla dzieci z trudnościami w nauce. W 1937 roku, prawdopodobnie z powodów politycznych, Horovitz opuściła Wiedeń i po raz kolejny przeprowadziła się do Warszawy. Wybitny polski radiochemik Kazimierz Fajans w liście do Elisabeth Rona (jedna z uczonych pracujących w Instytucie Radowym w Wiedniu) pisał:

Prawdopodobnie nie otrzymałaś z Wiednia żadnych informacji o losie dr Stefanii Horovitz. Dowiedziałem się o tym od wspólnego krewnego z Warszawy. Stefania przeprowadziła się tam [do Warszawy] po I wojnie światowej i po tym jak jej rodzice zmarli w Wiedniu, aby dołączyć do swojej zamężnej siostry [Zofii Natanson]. Nie była aktywna w chemii, a obie [siostry] zostały zlikwidowane przez nazistów w 1940 roku.

Kiedy Warszawa została okupowana przez nazistów, Horovitz i jej siostra miały szansę ucieczki z getta. Jednak w obawie przed prześladowaniem ukrywających się Żydów obie zdecydowała się udać na Umschlagplatz. Były wśród tysięcy Żydów, którzy zostali przetransportowani do obozu zagłady w Treblince. Obie zginęły. Ich losy są nieznane.

Pod koniec drugiej wojny światowej 14 października 1945 roku pod nazistowską administracją, z którą się nie zgadzali, Otto Hönigschmid wraz z żoną popełnili samobójstwo.

Reszta jest milczeniem…

 

Zalecana literatura:

  1. F. Rayner-Cnaham, G. W. Rayner-Canham, Stefanie Horovitz: A Crucial Role in the Discovery of Isotopes, [w]: A Devotion to Their Science: Pioneer Women of Radioactivity, red.: M. F. Rayner-Cnaham, G. W. Rayner-Canham, McGill-Queen’s University Press, Québec, 1997.
  2. M. Rentetzi, Stephanie Horovitz (1887–1942), [w]: European Women in Chemistry, red.: J. Apotheker, L. S. Sarkadi, Wiley, Verlag, 2011, str. 75–79.
  3. M. Rayner-Canham, G. Rayner-Canham, Stefanie Horovitz, Ellen Gleditsch, Ada Hitchins, and the Discovery of Isotopes, Bulletin for the History of Chemistry, 25(2), 2000, str. 103–108.
  4. B. Van Tiggelen, A. Lykknes, Celebrate the Women Behind the Periodic Table, Nature, 565, 2019, str. 559–561.

 

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany.