122. rocznica urodzin Ireny Joliot-Curie

Z okazji urodzin drugiej w historii nauki laureatki Nagrody Nobla z chemii zapraszamy do przeczytania fragmentu książki „Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla”.

 

Irenka w Saint-Rèmy-lès-Chevreuse, gdzie rodzina spędzała lato, 1904, [za:] Marie Curie. Une femme dans son siècle, Paris 2017, s. 99.
Irène Joliot-Curie przyszła na świat 12 września 1897 roku w Paryżu. Nieco ponad rok później jej rodzice, Maria Skłodowska-Curie i Pierre Curie, ogłosili odkrycie dwóch nowych cudownych pierwiastków radioaktywnych – polonu i radu. Sądzę, że można śmiało wysunąć wniosek, iż Irène urodziła się w przededniu naukowej rewolucji. Z listu Marii do siostry Heleny wiadomo, że poród nastąpił „przynajmniej o 15 dni za wcześnie; przyspieszyło go zmęczenie przy porządkowaniu mieszkania i rzeczy zimowych, dreptałam za wiele przez ostatnie dni1. Poród odebrał teść Marii – Eugènie Curie. Kilka dni później, 27 września, na raka piersi zmarła matka Pierre’a Sophie-Claire. Eugène zamieszkał z rodziną syna i wydaje się, że od tego momentu był „najlepszym przyjacielem dziewczynki, najtkliwszym jej wychowawcą2. Irène, wspominając dziadka, pisała, że był człowiekiem:

[…] o postępowych poglądach, wolnomyślicielem i antyklerykałem3. […] Jestem przekonana, że w niektórych kwestiach politycznych dziadek miałby te same poglądy co ja, ponieważ mój sąd opiera się na prostych zasadach, które on mi wszczepił. Moje nastawienie w stosunku do spraw politycznych i religijnych zawdzięczam w znacznie większym stopniu jemu niż matce4.

Jej siostra Ève Curie wspominała z kolei, że:

[…] jemu to niewątpliwie zawdzięcza późniejsza Irena Joliot-Curie równowagę psychiczną,

on ją nauczył stronić od wszelkiego smutku i bezgranicznie kochać rzeczywistość, on jej przekazał swój antyklerykalizm, a nawet swoje sympatie polityczne5.

Sama uczona zaś dodawała:

W początkach mego wykształcenia ważną rolę odegrał dziadek, dawał mi dużo książek i kazał się uczyć wierszy, które nie bardzo jeszcze rozumiałam, ale których piękno już odgadywałam. Z tych czasów pozostało mi zamiłowanie do uczenia się poezji6.

Irena z dziadkiem Eugeniuszem Curie, [za:] https://www.pourlascience.fr/sd/histoire-sciences/deux-jeunes-gens-complementaires-4516.php, dostęp 12 września 2019
Nie powinno to dziwić, gdyż doktor Curie miał więcej czasu niż synowa, a jednocześnie był bardziej antyklerykalny niż ona. Irène przejęła nieprzejednany stosunek dziadka do religii. Dopóki żyła, nigdy nie weszła do kościoła, nawet żeby podziwiać dzieła sztuki sakralnej7. We wspomnieniach poświęconych matce napisała:

Matka, która nigdy nie była wierząca, mówiła nam niekiedy: „Wychowuję was bez religii. Później, kiedy będziecie dorosłe, będziecie mogły, o ile zechcecie, przyjąć religię, która by wam odpowiadała”. Dziadek, stary wolnomyśliciel, nie ochrzcił swoich synów, co było rzeczą rzadką w tamtym czasie. Na pewno nie mógłby zrozumieć ani uznać, że synowie jego mogliby się nawrócić na jakąś religię. Ja zajmuję to samo stanowisko i chociaż szanuję szczerze wiarę, nie mogłabym współżyć blisko ze swoim dzieckiem, którego pojęcia tak bardzo odbiegałyby od moich8.

Bronisława Dłuska w liście do Ludwika Wertensteina pisała, że Irène:

[…] namiętnie kochała matkę i uważała ją za swoją wyłączną własność. Nikt inny nie miał

na nią wpływu z wyjątkiem dziadka, dr. Eugeniusza Curie, który po śmierci żony zamieszkał

z rodzicami Ireny. Był to człowiek niezwykle wykształcony i niezmiernej dobroci. […] Mając

dużo wolnego czasu, dziadek opiekował się troskliwie i mądrze małą Ireną. Uczył ją czytać

i pisać, chodził z nią na spacery i rozmawiał całymi godzinami. Wpływ matki i dziadka odbił

się wcześnie na dziecku, urabiając w nim poważny stosunek do życia i do lekceważenia błahszych jego stron9.

Maria była oddaną, kochającą i troskliwą matką. W listopadzie 1897 roku w jednym z listów do Władysława Skłodowskiego pisała:

Nadal karmię moją małą królewnę, ale niedawno obawialiśmy się, że będę musiała przestać. W ciągu ostatnich trzech tygodni Irena nagle spadła na wadze, wyglądała niezdrowo, była bez ochoty do życia i smutna. Teraz idzie jednak ku lepszemu. Jeśli Irena będzie normalnie przybierała na wadze, będę nadal karmić ją sama. Jeśli nie, wezmę mamkę, mimo przykrości, jaką mi to sprawi, i mimo kosztów: za nic na świecie nie chciałabym zaszkodzić rozwojowi mojego dziecka10.

Maria z Ireną, ok. 1904, Musee Curie (coll. ACJC)

Natomiast w grudniu 1898 roku do Bronisławy Dłuskiej donosiła, że z Irène „robi się coraz większy łobuz, co do żywienia jest bardzo wybredna i, oprócz tapioki na mleku, nic prawie regularnie jeść nie chce, nawet jajek”11. W notatniku notowała etapy rozwoju córki:

Styczeń 1898 roku: Chowa się dobrze i zaczyna przekręcać się w łóżeczku na bok.

Luty: Zaczyna bać się obcych ludzi i rzeczy, podniesionych głosów itp.12

20 lipca: […] robi „pa” rączką – zupełnie już dobrze chodzi na czworakach i mówi „gogli – gogli – go”. Przez cały dzień przebywa w ogrodzie w Sceaux, na dywanie. Tacza się po nim, wstaje, siada…

15 sierpnia: […] wyrznął się siódmy ząbek, na dole z lewej strony. Może się utrzymać, stojąc pół minuty bez niczyjej pomocy. Od trzech dni kąpiemy ją w rzece. Krzyczy przy tym, ale dzisiaj (czwarta kąpiel) przestała krzyczeć i zaczęła się bawić, uderzając rączkami o wodę. Bawi się z kotem i goni go z bojowymi okrzykami. Nie boi się już obcych. Dużo śpiewa.

Z krzesła potrafi sama wdrapać się na stół.

17 października: […] chodzi bardzo dobrze, zupełnie już nie biega na czworakach.

5 stycznia 1899 roku: […] ma piętnaście zębów13.

Maria i Piotr Curie z córką Ireną oraz Jean i Henrietta Perrinowie z córką Aliną, ok. 1900, [za:] http://www.bg.agh.edu.pl/MSC/msc.php?page=04C_PiotrCurie, dostęp 12 września 2019
Należy pamiętać, że w czasie gdy Irène stawiała dzielnie pierwsze kroki i poznawała świat na swój własny dziecięcy sposób, jej rodzice poznawali mistyczny świat atomów. Wnuczka Marii Hélene Langevin-Joliot podkreśliła:

Moja matka […] mówiła, że były dwie Marie, jedna ta z laboratorium i druga w domu. W domu pełniła rolę matki, która troszczy się o dzieci. Piotr dużo mniej zajmował się córkami,

więc w ich domu panował tradycyjny w owych czasach podział ról. Oczywiście mieli w domu pomoc, kogoś, kto gotował, pilnował dzieci. Ojciec Piotra mieszkał z nimi i w dużej mierze przejął opiekę nad dziećmi, szczególnie moją matką, co było ogromnie ważne, zwłaszcza po śmierci Piotra14.

Irène podobnie jak jej ojciec niewiele mówiła, była uparta, nieśmiała i skryta, myślała wolno, ale dogłębnie, cechowała ją wielka inteligencja. Uczennica Marii Eugénie Cotton podaje, że kiedy Irène w gabinecie przyrodniczym w Sevres zobaczyła gipsowy odlew ciosu mamuta, zapytała ją, czy kiedykolwiek widziała mamuta. Gdy Cotton wyjaśniła, że mamuty żyły bardzo dawno, zaintrygowana Irene powiedziała: „No to spytam się dziadzi, jest stary. Musiał przecież kiedyś je widzieć15. Dziadek nauczył ją też wrażliwości. Kiedyś zobaczyła obraz Rembrandta przedstawiający starą biedną kobietę i wykrzyknęła, zanosząc się płaczem: „Och, moja biedna staruszko!16. Wykazywała dziecinną nieśmiałość i zuchwałość. Kiedy Maria zapraszała nielicznych przyjaciół do domu, Irène ukrywała się za jej spódnicą i od czasu do czasu upominała się „Musisz zwrócić na mnie uwagę17. Zagadywana na plaży przez znajomą matki powiedziała ostrożnie: „Nie bardzo cię znam18. Nie bez powodu Maria nazywała ją małą królewną lub małym dzikusem19.

Irena i Ewa Curie, 1908, Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

Od wczesnych lat wykazywała znaczne zainteresowanie i zdolności do nauki. Splendor, który spadł na rodzinę Curie w 1903 roku w związku z przyznaniem Marii i Pierre’owi Nagrody Nobla z fizyki, dotknął także bezpośrednio sześcioletnią Irène. Dziennikarze podchodzili pod ogród państwa Curie i ukradkiem próbowali rozmawiać z ich córką. Zapytana przez jednego z nich: „Gdzie są twoi rodzice?”, odpowiedziała poważnie: „W laboratorium20. Hélene Langevin-Joliot wspominała:

Mama opowiadała mi, że uwielbiała spędzać czas z rodzicami, ale nie zawsze było to możliwe. Lubiła też bawić się z dziećmi, a Nagroda Nobla była jedną z jej ulubionych zabawek21.

Eugénie Cotton pisała z kolei, że Irène:

[…] do ósmego roku życia wzrastała w szczęśliwym domu rodzinnym. Rodziców swoich, rzecz prosta, widywała za dnia bardzo rzadko, ale wieczorami, w niedzielę, podczas wakacji otoczona była ich czułą miłością i pozostały jej piękne wspomnienia wspólnych spacerów w lesie, nad morzem. Często obijały się o jej uszy wyrazy takie jak laboratorium, rad, polon, emanacja. […] [Irene] bawiła się pięknym złotym medalem Davy’ego, który otrzymali jej rodzice, widziała, jak rad świeci w ciemności […]22.

 

Bibliografia

1 K. Kabzińska, M.H. Malewicz, J. Piskurewicz, J. Róziewicz, Korespondencja polska Marii Skłodowskiej-Curie. 1881−1934, Instytut Historii Nauki PAN, Polskie Towarzystwo Chemiczne, Warszawa 1994, s. 27.

2 E. Curie, Maria Curie, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1997, s. 160.

3 I. Joliot-Curie, Wspomnienia o Marii Skłodowskiej-Curie, „Postępy Fizyki” 6, 1955, s. 40–65.

4 Tamże, s. 57.

5 S. Quinn, Życie Marii Curie, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997, s. 358.

6 I. Joliot-Curie, Wspomnienia, dz. cyt., s. 44.

7 S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science. Their Lives, Struggles, and Momentous Discoveries, wyd. 2, Joseph Henry Press, Washington 2006, s. 121.

8 I. Joliot-Curie, Wspomnienia, dz. cyt., s. 57.

9 E. Wajs-Baryła, List Bronisławy Dłuskiej do Ludwika Wertensteina z charakterystyką Ireny Joliot-Curie – po otrzymaniu Nagrody Nobla, „Nauka Polska. Jej Potrzeby, Organizacja i Rozwój” 27 (52), 2018, s. 13–24.

10 S. Quinn, Życie Marii Curie, dz. cyt., s. 189.

11 E. Curie, Maria Curie, dz. cyt., s. 173.

12 S. Quinn, Życie Marii Curie, dz. cyt., s. 189.

13 E. Curie, Maria Curie, dz. cyt., s. 173–174.

14 A. Albrecht, Maria Skłodowska-Curie. Listy, Drzewo Babel, Warszawa 2012, s. 47.

15 S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science, dz. cyt., s. 122.

16 Tamże, s. 122.

17 Tamże.

18 Tamże.

19 W. Conkling, Radioactive! How Irene Curie and Lise Meitner Revolutionized Science and Changed the World, Algonquin Young Readers, Chapel Hill 2016, s. 20.

20 S. Bertsch McGrayne, Nobel Prize Women in Science, dz. cyt., s. 122.

21 Cytat z filmu: Wyjście z cienia – historia Ireny i Fryderyka Joliot-Curie, reż. R. Reed, USA 2009.

22 E. Cotton, Rodzina Curie i promieniotwórczość, Wiedza Powszechna, Warszawa 1965, s. 97.

Irena Joliot-Curie — czy wiecie, że….

Irena Joliot-Curie w laboratorium Instytutu Radowego, lata 30., Musee Curie (Col. ACJC)

 

Irène Joliot-Curie urodziła się 12 września 1897 roku w Paryżu. Kto wie, że:

 

  • była bardzo kapryśnym dzieckiem;
  • jedną z jej ulubionych zabawek był medal Nagrody Nobla z fizyki przyznany Marii i Piotrowi Curie w 1903 roku;
  • w wieku dziewięciu lat straciła ojca;
  • była w dużej mierze wychowywana przez dziadka Eugeniusza Curie – przejęła jego wrażliwość na zjawiska przyrody, a także jego poglądy polityczne i światopogląd;
  • jako dziecko była bardzo milcząca i poważna, miała niewielu przyjaciół;
  • przez dwa lata była uczennicą „spółdzielni” – specjalnej szkoły, którą założyła jej mama;
  • miała młodszą o siedem lat siostrę Ewę – uzdolnioną pianistkę i pisarkę;
  • znała język polski – szczególnie dobrze posługiwała się gwarą góralską;
  • lato 1911 roku spędziła z siostrą i matką w Zakopanem u Bronisławy Dłuskiej, tam nauczyła się tam jeździć konno;
  • jesienią 1911 roku towarzyszyła matce podczas ceremonii noblowskiej w Sztokholmie;
  • jako siedemnastolatka dołączyła do matki by pracować w służbie radiologicznej na froncie pierwszej wojny światowej: wykonywała prześwietlenia, a także szkoliła pielęgniarki do pracy z promieniami X;
  • w 1918 roku została odznaczona przed rząd francuski orderem za udział w wojnie;
  • od 1923 roku była asystentką Marii w Instytucie Radowym w Paryżu;
  • była najbliższą przyjaciółką swojej matki;
  • w 1925 roku obroniła pracę doktorską, której promotorem był Paul Langevin;
  • w 1926 roku poślubiła Fryderyka Joliot, asystenta w Instytucie Radowym;
  • po ślubie Irena i Fryderyk postanowili połączyć swoje nazwiska (za zgodą Marii Curie) i odtąd nazywali się Joliot-Curie;
  • w 1927 roku urodziła córkę Helenę, a w 1932 roku syna Piotra;
  • po urodzeniu córki zachorowała na gruźlicę i co roku jeździła na kilka miesięcy do sanatorium;
  • razem z Fryderykiem odkryli sztuczną promieniotwórczość;
  • Nagrodę Nobla z chemii w 1935 roku wręczył Irenie i Fryderykowi król Szwecji Gustaw V, który wręczył tę samą nagrodę Marii w 1911 roku;
  • po ceremonii noblowskiej Irena zaszyła się w kącie czytając książkę;
  • trzy razy była o krok od kolejnej Nagrody Nobla: odkrywając neutrony (Nagroda Nobla dla Jamesa Chadwicka, 1935), pozytony (Nagroda Nobla dla Carla Andersona, 1936) oraz rozszczepienie jądra atomowego (Nagroda Nobla dla Ottona Hahna, 1944);
  • w 1936 roku Irena i Fryderyk za część pieniędzy otrzymanych z Nagrodą Nobla kupili elektromagnes do Pracowni Fizycznej Instytutu Radowego w Warszawie, odwiedzili wtedy Warszawę w drodze do Moskwy;
  • założyła pierwszy klub jujitsu w Paryżu w 1936 roku;
  • uwielbiała sport, zwłaszcza jazdę na nartach, pływanie i grę w tenisa;
  • jako pierwsza kobieta we Francji zasiadła w rządzie jako sekretarz stanu ds. badań naukowych;
  • nigdy nie dbała o fryzurę i ubiór;
  • konwenanse dla niej nie istniały;
  • miała olbrzymie poczucie humoru mawiała np. Istnieją mężowie, którzy noszą przy sobie fotografie swych żon. Poproście Freda, aby wam pokazał fotografię, jaką nosi w portfelu. Był to ogromny szczupak, którego złowił;
  • uwielbiała czytać powieści Kiplinga, Colette, Mitchell oraz kryminały;
  • w 1948 roku została zatrzymana – jako potencjalny szpieg – i nie wpuszczona do Stanów Zjednoczonych;
  • w 1950 roku Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie przyznał jej tytuł doktora honoris caususa;
  • w 1951 roku ten sam tytuł przyznał jej Uniwersytet Jagielloński;

Irena Joliot-Curie – „Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla”

Była równie genialna jak matka i tak samo jak ona oddana nauce, pracy i idei ogólnoludzkiego dobra. Wspólnie z mężem odkryła zjawisko sztucznej promieniotwórczości, za co otrzymała Nagrodę Nobla z chemii […]. Jej działalność wiązała się ponadto z walką o równouprawnienie kobiet […]. Irène Joliot-Curie należy bez wątpienia do pionierek tworzących współczesną naukę o atomie. Należy również do kobiet upominających się o prawa swojej płci.

Tomasz Pospieszny, Pasja i geniusz. Kobiety, które zasłużyły na Nagrodę Nobla, Wydawnictwo Po Godzinach, Warszawa 2019, s. 257

Do trzech razy sztuka – wyścig Ireny Joliot-Curie po Nagrodę Nobla

Irena Joliot-Curie, b.d., Muzeum Marii Skłodowskiej-Curie w Warszawie

Im dalej eksperyment jest od teorii, tym bliżej Nagrody Nobla.

Irena Joliot-Curie

 

Irena w Instytucie Radowym w Paryżu, 1942, reprodukcja pocztówki z Musée des artes et métiers

Odkrywca neutronu sir James Chadwick powiedział o niej:

Urodziła się w czasach tworzenia nauki o radioaktywności, gdy jej rodzice dokonywali wielkich odkryć, dorastała z radioaktywnością, a całe życie zawodowe poświęciła jej badaniu. Nosiła zaszczytne imię, do którego dodała blasku poprzez wielki wkład o dużej doniosłości w zakresie promieniotwórczości oraz rozwoju fizyki jądrowej… W ciągu tych lat kontynuowała i opublikowała prace nad różnymi aspektami promieniotwórczości, jednocześnie jej zapał do badań naukowych był taki, że ani obowiązki administracyjne, ani też pogarszający się stan zdrowia nie mógł powstrzymać jej z dala od laboratorium. Jej rodzice mieli zarówno silne osobowości jak i niezależne umysły i Madame Joliot-Curie odziedziczyła wiele cech z ich charakterów, jak również ich naukowy geniusz. Miała silną osobowość, była naturalna, bezpośrednia i samowystarczalna.

Irena Joliot-Curie dała się poznać jako genialna uczona, która potrafiła dumnie nosić nazwisko rodziców. Warto pamiętać, że jej prace doprowadziły do odkrycia neutronu, pozytonu (dodatniego elektronu), a także przeprowadziła reakcję rozszczepienia jądra atomowego. W 1935 roku, jako druga kobieta w historii, otrzymała Nagrodę Nobla z chemii za prace nad syntezą nowych pierwiastków promieniotwórczych. Sądzę, że mogła otrzymać kolejną Nagrodę Nobla, na którą z pewnością zasługiwała…

Lekcja pierwsza

Fryderk i Irena Joliot-Curie, 1936, NAC sygn. 1-E-3967

Historia wyścigu Ireny Joliot-Curie po Nagrodę Nobla rozpoczyna się w 1928 roku, kiedy Walther Bothe zapoczątkował bombardowanie pierwiastków lekkich cząstkami alfa. Uczony wraz ze swoim studentem Herbertem Beckerem zauważyli, że w wyniku bombardowania cząstkami alfa atomów boru, magnezu lub glinu, następuje emisja wysokoenergetycznego promieniowania gamma, co było zgodne z przewidywaniami. Niespodziewanie jednak zaobserwowali emisję promieniowania gamma emitowanego przez bombardowane atomy litu i berylu. Było to zaskakujące, bowiem atomy tych pierwiastków były zbyt małe, ażeby pod wpływem cząstek alfa mogły ulec rozbiciu. W komunikacie stwierdzili, że promieniowanie emitowane przez bombardowane cząstkami alfa atomy berylu ma większą energię niż cząstki alfa oraz że podczas reakcji nie następowała emisja protonów, a nadmiar energii promieniowania gamma pochodzi z rozpadu jądra. Badanie niemieckich uczonych zaintrygowały Irenę i jej męża Fryderyka Joliot-Curie. Uczona wspominała po latach – dysponowanie wielką ilością polonu pozwoliło Fryderykowi Joliot i mnie wykonać badania, które doprowadziły do odkrycia neutronu i sztucznej promieniotwórczości.

Irena w grudniu 1931 roku na posiedzeniu Francuskiej Akademii Nauk ogłosiła, że w wyniku przeprowadzonych eksperymentów może stwierdzić, iż energia badanego promieniowania jest aż trzykrotnie wyższa niż energia bombardujących cząstek alfa. Natomiast przepuszczając promieniowanie berylowe przez parafinę i celofan zauważyła, że wybija ono protony (atomy wodoru pozbawione elektronu). Było to niezwykle dziwne, bowiem promieniowanie berylowe zderzało się z jądrami atomowymi wodoru, tak jak dwie kule bilardowe! Mogło ono działać na maleńkie i lekkie elektrony, ale nie na protony. 18 stycznia 1932 roku małżonkowie Joliot-Curie opublikowali artykuł Emisja protonów o dużej prędkości z zawierającego wodór materiału napromieniowanego bardzo przenikliwym promieniowaniem gamma. W pracy zgodzili się z Niemcami, że promieniowanie berylowe pomimo ogromnej przenikliwości jest wysokoenergetycznym promieniowaniem gamma.

Irena i Fryderyk w swoim laboratorium w Paryżu, grudzień 1932, NAC sygn. 1-E-3968

Kiedy pracujący w Laboratorium Cavendisha na Uniwersytecie Cambridge James Chadwick przeczytał ich doniesienia, nie uwierzył w wyniki uzyskane w paryskim laboratorium. Chadwick zreferował prace Ireny Ernestowi Rutherfordowi. Po latach uczony pisał: Gdy opowiedziałem mu o obserwacjach Curie-Joliot i ich poglądach na ten temat, dostrzegłem jego rosnące zdziwienie, wreszcie wybuchnął: »Nie wierzę w to«. […] Oczywiście, Rutherford zgodził się, że należy wierzyć obserwacjom, ale wyjaśnienie to zupełnie inna sprawa. Kilka lat wcześniej Rutherford w słynnym Wykładzie Bakeriańskim przewidywał istnienie cząstki o masie zbliżonej do protonu, jednak pozbawionej ładunku. Irena i Fred nie zapoznali się z treścią wykładu. Siostrzeniec Lise Meitner, Otto Rober Frisch pisał:

Powiedziano mi, że Rutherford później spotkał Joliota i zapytał go: »Nie zdajesz sobie sprawy, że miałeś w ręce neutrony, które omawiałem w moim wykładzie Bakeriańskim w 1920 roku?« Joliot odpowiedział: »Nigdy nie czytałem tego wykładu; myślałem, że to będzie zwykły pokaz krasomówstwa, a nie nowych pomysłów«.

 

James Chadwick (1891–1974), [za:] https://www.nobelprize.org/prizes/physics/1935/chadwick/biographical/

James Chadwick rozpoczął eksperymenty 7 lutego 1932 roku. Zacząłem bez żadnych zbędnych założeń, choć oczywiście myślałem o neutronie. Byłem prawie pewien, że obserwacji Curie-Joliot nie da się wyjaśnić, odwołując się do czegoś w rodzaju zjawiska Comptona […] – wspominał. Uczony potwierdził wyniki francuskich kolegów, ale zmodyfikował ich eksperymenty. Zamiast parafiny i celofanu, promieniowanie berylowe kierował na płytki z litu, berylu, boru czy węgla. W każdym przypadku po zderzeniu promieniowania z folią, Chadwick obserwował emisję protonów. Wniosek nasuwał się sam: promieniowanie berylowe nie mogło mieć natury fali elektromagnetycznej lecz cząstki pozbawionej ładunku! 17 lutego 1932 roku James Chadwick przedstawił wyniki eksperymentów w „Nature” w artykule Możliwe istnienie neutronu. W kolejnym artykule zatytułowanym Istnienie neutronu już bez wątpliwości opisał nową cząstkę elementarną. To właśnie za to odkrycie James Chadwick otrzymał w 1935 roku Nagrodę Nobla z fizyki.

 

 

Lekcja druga

Teraz małżonkowie Joliot-Curie mając doskonały pocisk w ręku rozpoczęli prace z i nad neutronem. Bombardowali nim różne substancje, a wyniki zderzeń rejestrowali na fotografiach wykonywanych w komorze Wilsona. Na jednej z nich ujrzeli tor ruchu elektronu zakrzywiony w kierunku bieguna ujemnego pola magnetycznego zamiast do dodatniego. W kwietniu 1932 roku napisali, że kilka elektronów przechodzących przez komorę Wilsona, zostawiało ślady mające taki sam wygląd jak tory elektronów, tyle że wykazywały przeciwne krzywizny względem pozostałych. W miedzy czasie postanowili poradzić się Rutherforda i Bohra. Jednak jak się wydaje pierwszy z nich dyplomatycznie uchylił się od odpowiedzi, drugi zaś nie do końca umiał wyjaśnić dziwne zachowanie elektronów. Tymczasem młody fizyk z Kalifornijskiego Instytut Technologicznego Carl David Anderson badając za pomocą komory Wilsona umieszczonej w bardzo silnym polu magnetycznym promieniowanie kosmiczne spostrzegł nietypowy tor ruchu cząstek – ślad o długości pięciu centymetrów, przypominający włos, zakrzywiony w kierunku

Irena i Fryderyk, ok. 1937, NAC sygn. 1-E-3965

ujemnego bieguna magnesu. Co ciekawe wykonał 1300 fotografii, a jedynie na 15 zaobserwował dziwne krzywizny. Anderson w „Science” napisał, że konieczne wydaje się powołanie do życia dodatnio naładowanej cząstki o masie porównywalnej do

elektronu. Badacz odkrył pozyton czyli dodatni elektron. Córka Ireny i Fryderyka Helena Langevin-Joliot wspomina, że istnienie pozytonów wkrótce zostało potwierdzone nie tylko w promieniowaniu kosmicznym. Kilku fizyków, zwłaszcza Joliot-Curie, pamiętało dziwne trajektorie elektronów, przypisywane do elektronów […] odbijających się od ścian komory mglistej.

 

Irena i Fred po zapoznaniu się z praca Andersona wrócili do laboratorium, powtórzyli jego eksperymenty i na jednym ze zdjęć spostrzegli dwa tory: jeden odgięty w kierunku bieguna dodatniego i drugi do ujemnego. Odkryli tworzenie się pary pozyton–elektron. Powstawanie pary antycząstka–cząstka jest możliwe dzięki kwantom promieniowania gamma o wystarczająco dużej energii. Uczeni napisali: mamy tu po raz pierwszy do czynienia z przekształcaniem promieniowania elektromagnetycznego w materię. […] gdy foton gamma o wysokiej energii napotka ciężkie jądro, to w następstwie kolizji jest przekształcany w dwa elektrony o przeciwnych znakach. Maria Skłodowska-Curie zasugerował im, aby zjawisko nazwali materializacją elektronów. Niestety było to za mało na Nagrodę Nobla. Carl David Anderson za odkrycie pozytonu otrzymał Nagrodę Nobla z fizyki w 1936 roku. Wówczas Irena i Fryderyk Joliot-Curie od roku będą już laureatami tej prestiżowej nagrody.

Lekcja trzecia

Lise Meitner w laboratorium, ok. 1930, Archiv der Max-Planc-Gesellschaft, Berlin

W dniach 22–29 października 1933 roku w Brukseli odbyła się siódma konferencja Solvaya Struktura i właściwości jądra atomowego. Poza Marią Curie zaproszono także Lise Meitner i Irenę Joliot-Curie. Małżonkowie Joliot zreferowali wyniki eksperymentów polegających na bombardowaniu cząstkami alfa wysyłanymi z polonu różnych pierwiastków w tym aluminium, fluoru oraz sodu. Według uczonych powinny powstać odpowiednio izotopy: fosforu, sodu oraz glinu. Tymczasem w reakcji glinu z cząstkami alfa powstawał stabilny izotop krzemu, a w komorze Wilsona obok śladów neutronów pojawiły się ślady pozytonów. Podczas wystąpienia zatytułowanego Promieniowanie przenikliwe z atomów bombardowanych cząstkami alfa Fred opowiedział o badaniach nad neutronem, pozytonem oraz omówił eksperymenty i zdjęcia z komory Wilsona. Skomentował także najnowsze wyniki badań związane z bombardowaniem glinu i emisją neutronów oraz pozytonów. Eksperymenty małżonków skrytykowała m. in. Lise Meitner, która twierdziła, że w podobnych badaniach nie zaobserwowała obecności neutronów. Debiut na międzynarodowej scenie fizyki jądrowej był dla Joliotów dramatyczny. Fred wspominał:

Podana przez nas wiadomość wywołała żywą dyskusję. Panna Meitner oświadczyła, że robiła analogiczne doświadczenia, lecz nie uzyskała takich samych wyników. W końcu znaczna większość obecnych na zjeździe fizyków nabrała przekonania, że nasze doświadczenia nie były ścisłe. Wyszliśmy z posiedzenia z bardzo przykrym uczuciem. Wówczas przystąpił do nas profesor Bohr i biorąc moją żonę i mnie na bok, oświadczył, że uważa nasze wyniki za bardzo ważne. Wkrótce potem także Pauli zwrócił się do nas z kilku słowami otuchy.

VII Konferencja Slovayowska w Brukseli, październik 1933, Domena Publiczna

Po zakończeniu konferencji Lise Meitner w Berlinie oraz Joliot-Curie w Paryżu powtórzyli eksperymenty. Okazało się, że to Irena i Fred mieli rację! Lise należy oddać honor, gdyż napisała do Paryża i przyznała, że podczas obrad w Brukseli nie miała racji.

Irena i Fryderyk Joliot-Curie wykonali doświadczenia, w których postanowili wykazać, że neutrony i pozytony powstają w wyniku bombardowania atomów glinu cząstkami alfa o bardzo dużej energii emitowanymi przez polon. Kiedy odcięli źródło promieniowania (polon) ze zdziwieniem zauważyli, że aluminium nadal emitowało pozytony, które widzieli w komorze Wilsona i rejestrowali licznikiem Geigera. Aluminium stało się radioaktywne! Powtórzyli eksperyment, sprawdzili liczniki. Aluminium było radioaktywne! Po bombardowaniu tarczy cząstkami alfa i odłączeniu ich źródła materiał stawał się radioaktywny. Irena i Fryderyk Joliot-Curie odkryli sztuczną radioaktywność! Fred wspominał:

Nigdy nie zapomnę, jak wielka ogarnęła ją radość, gdy razem z Ireną pokazaliśmy jej w małej szklanej probówce pierwszy sztuczny pierwiastek promieniotwórczy. Ciągle mam przed oczami, jak ujmuje w swoje palce (które były spalone od radu) tę małą próbówkę zawierającą ów promieniotwórczy pierwiastek, którego aktywność wciąż jeszcze była bardzo mała. Aby zweryfikować to, co jej powiedzieliśmy, przysunęła probówkę w pobliże licznika Geigera-Műllera. Usłyszała jak wskaźnik licznika postukuje z dużą prędkością. Była to bez wątpienia jedna z najszczęśliwszych chwil w jej życiu. W kilka miesięcy później Maria Curie zmarła na białaczkę.

Po około dwóch i pół minutach natężenie promieniowania emitowanego przez pierwiastek umieszczony w probówce spadło o połowę. Podczas bombardowania aluminium cząstkami alfa powstał promieniotwórczy, nie występujący w przyrodzie izotop fosforu-30 i neutron. Fosfor-30 jako nietrwały izotop emitował z jądra pozyton (dodatni elektron) i przekształcał się w stabilny izotop krzemu-30. Cała trudność polegała na dowiedzeniu, że w trakcje reakcji jądrowej powstawał fosfor. Tego dowodu dostarczyła Irena.

Najpierw pokryła folię aluminiową niewielką ilością naturalnie występującego fosforu (naturalnie występujący izotop fosforu ma takie same właściwości chemiczne jak powstający radioaktywny izotop – nie można więc ich rozróżnić chemicznie, a jedynie metodami fizycznymi), a następnie bombardowała ją cząstkami alfa. Później uczona umieściła folię w szczelnie zamkniętym naczyniu wypełnionym kwasem solnym. Glin przereagował z kwasem, a powstający w czasie reakcji wodór reagował z fosforem tworząc lotną fosfinę, która przechodziła do cienkiej szklanej rurki. Gaz zbierał się w odwróconej do góry dnem próbówce wypychając z niej wodę. Kiedy Irena przyłożyła do probówki licznik Geigera, usłyszała charakterystyczny trzask. Fryderyk Joliot powiedział – Spóźniliśmy się z neutronem, spóźniliśmy się z pozytonem, ale tym razem zdążyliśmy. W ciągu kilku kolejnych dni Irena i Fryderyk powtórzyli doświadczenie bombardując cząstkami alfa folię z boru i magnezu otrzymując odpowiednio izotopy azotu-13 i krzemu-27. Azot-13 po czternastu minutach przekształcał się w izotop węgla-13, a krzem-27 po dwóch i pół minutach w izotop glinu-27.

Irena Joliot-Curie odbiera Nagrodę Nobla z rąk króla Szwecji Gustawa V, 11 grudnia 1935, NAC sygn. 1-E-3969

15 stycznia 1934 roku na posiedzeniu Académie des Sciences, Jean Perrin zaprezentował komunikat Ireny i Fryderyka Nowy typ radioaktywności. 29 stycznia ukazała się kolejna praca ich autorstwa Chemiczna separacja nowych pierwiastków emitujących pozytony. 10 lutego w numerze „Nature” Joliot-Curie opublikowali kolejną pracę Sztuczna produkcja nowego rodzaju radiopierwiastków. Irena wspominała:

Odkrycie sztucznej promieniotwórczości […] otworzyło przed nauką o promieniotwórczości nowe perspektywy. Obecnie znamy setki sztucznych radiopierwiastków, wytwarzanych przez przemiany atomów trwałych lub słabo promieniotwórczych, a badania większości z nich są zaledwie rozpoczęte. Środkami działania nowej dziedziny nauki były początkowo promieniowanie naturalnych pierwiastków promieniotwórczych oraz cząstki sztucznie przyspieszone w rurach wysokiego napięcia lub za pomocą cyklotronu.

W grudniu 1935 roku Irena i Fryderyk Joliot-Curie pojechali do Sztokholmu odebrać Nagrodę Nobla z chemii. Irena została drugą kobietą wyróżnioną tą nagrodą. Powtórzyła sukces swojej wybitnej matki. Za kilka lat miała okazję otrzymać kolejną nagrodę…

 

 

 

Bibliografia

[1] T. Pospieszny, Radowa księżniczka. Historia Ireny Joliot-Curie, Novae Res, Gdynia, 2017.

[2] R. McKown, She lived for science. Irène Joliot-Curie, Macmillan & Co Ltd., London, 1962.

[3] F. Joliot, I. Curie, Artificial Production of a New Kind of Radio-Element, „Nature”, 1934, nr 133, ss. 201–202.

[4] I. Joliot-Curie, Nobel Lecture: Artificial Production of Radioactive Elements. Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web.; http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1935/joliot-curie-lecture.html.

[5] W. Conkling, Radioactive! How Irène Curie & Lise Meitner revolutionized science and changed the world, Algonquin Young Readers, USA, 2016.

[6] E. T. Crossfield, Irène Joliot-Curie: Following in Her Motherʼs Footsteps, [w]: A Devotion to Their Science: Pioneer Women of Radioactivity, red.: M. F. Rayner-Cnaham.

[7] P. Biquard, Frédéric Joliot-Curie – The Man and his Theories, Souvenir Press, London 1965.

[8] J. Chadwick, Possible Existence of a Neutron, „Nature”, 1932, nr 129, s. 312.

[9] J. Chadwick, The Existence of a Neutron, „Proceedings of the Royal Society of London”, 1932, A136, ss. 692–708.

[10] C. D. Anderson, The Apparent Existence of Easily Detectable Positives, „Science”, 1932, nr 76, ss. 238–239.

[11] C. D. Anderson, The Positive Electron, „Phisical Review”, 1933