Marie Curie

Marie Curie nació como Maria Salomea Skłodowska en Varsovia el 7 de noviembre de 1867, cuando la ciudad formaba parte del territorio polaco sometido al Imperio ruso. Física y química, convirtió el estudio de unas misteriosas emisiones del uranio en un nuevo campo de investigación científica. Aportó evidencias experimentales decisivas de que aquella radiación dependía de la naturaleza del átomo y no de una reacción química ordinaria, introdujo el término radiactividad para designar esa propiedad y desarrolló métodos cuantitativos que condujeron al descubrimiento del polonio y el radio.

Fue la primera mujer que recibió un Premio Nobel y la primera persona distinguida con dos. Es además la única que ha obtenido el galardón en dos disciplinas científicas diferentes, Física y Química. Sin embargo, esas excepciones biográficas no explican por sí solas su importancia: Curie trabajó en una ciencia que todavía no tenía vocabulario, unidades ni procedimientos plenamente establecidos y participó directamente en la creación de esos conceptos y métodos.

Infancia y formación en una Polonia ocupada

Fue la menor de los cinco hijos de Władysław Skłodowski y Bronisława Boguska, ambos vinculados a la enseñanza. Su padre impartía matemáticas y física y conservaba instrumental científico en casa. La familia sufrió dificultades económicas y dos pérdidas tempranas: su hermana Zofia murió de tifus y su madre falleció de tuberculosis cuando Maria tenía diez años.

Terminó la enseñanza secundaria con excelentes resultados, pero el sistema universitario de Varsovia no admitía a las mujeres. La educación estaba además condicionada por la política de rusificación impuesta después de las insurrecciones polacas del siglo XIX. Maria participó en la llamada Universidad Volante, una organización clandestina cuyas clases cambiaban de lugar para eludir la vigilancia de las autoridades zaristas y que combinaba enseñanza superior, difusión de conocimientos científicos y preservación de la cultura polaca.

Aquella formación no equivalía a una universidad europea regular, pero le permitió mantener el contacto con nuevas ideas científicas mientras buscaba una vía para continuar sus estudios.

Maria y su hermana Bronisława establecieron entonces un acuerdo familiar. Maria trabajaría para contribuir a financiar los estudios de medicina de Bronisława en París; después, cuando su hermana pudiera mantenerse, la ayudaría a ella. Durante varios años Maria trabajó como institutriz y prosiguió su formación de manera autodidacta.

París y la formación científica

En 1891 se trasladó a París y comenzó a utilizar habitualmente el nombre Marie. Ingresó en la Facultad de Ciencias de la Universidad de París y vivió durante sus primeros años en condiciones económicas muy austeras, concentrada casi por completo en el estudio.

Se licenció en Física en 1893, ocupando el primer puesto de su promoción, y obtuvo otra licenciatura en Matemáticas en 1894. Su formación combinaba una sólida base matemática con una orientación cada vez más experimental.

Ese mismo año conoció a Pierre Curie, físico que había investigado junto con su hermano Jacques fenómenos como la piezoelectricidad y que poseía una considerable experiencia en la construcción de instrumentos de medida de gran sensibilidad. Marie y Pierre se casaron en 1895.

La colaboración posterior entre ambos fue estrecha, pero sus aportaciones no fueron idénticas ni intercambiables. Marie eligió como tema de investigación las emisiones observadas en el uranio, formuló el programa de mediciones sistemáticas y realizó buena parte de las separaciones químicas; Pierre aportó su experiencia experimental y, junto con los instrumentos piezoeléctricos desarrollados previamente con Jacques, una extraordinaria capacidad para efectuar mediciones eléctricas muy débiles. La combinación entre análisis químico y medición física precisa se convirtió en una de las claves de sus descubrimientos.

De los rayos de uranio a la radiactividad

En 1896 Henri Becquerel había descubierto que las sales de uranio emitían espontáneamente una radiación capaz de impresionar placas fotográficas. Marie escogió aquel fenómeno, todavía mal comprendido, como tema de su tesis doctoral.

Su primera innovación importante fue metodológica. En lugar de estudiar las radiaciones únicamente mediante su efecto sobre placas fotográficas, comenzó a medir cuantitativamente la ionización del aire producida por las sustancias examinadas. Comprobó que la intensidad de la emisión era proporcional a la cantidad de uranio presente y que apenas dependía del compuesto químico en el que se encontrara.

La conclusión era de gran alcance: todo indicaba que el fenómeno estaba relacionado con el propio átomo de uranio y no con una reacción entre moléculas. Curie extendió las mediciones a otras sustancias y comprobó que el torio presentaba un comportamiento semejante.

Introdujo el término radiactividad para designar la propiedad de determinadas sustancias de emitir espontáneamente esas radiaciones. Su aportación en esta fase no consistió en disponer ya de la futura teoría nuclear del átomo, que sería desarrollada mediante trabajos posteriores de otros científicos, sino en establecer experimentalmente una propiedad de la materia que no encajaba en la física y la química tradicionales.

Polonio y radio

El resultado más inesperado apareció al medir minerales de uranio. La pechblenda presentaba una actividad muy superior a la que podía explicar el uranio que contenía. Marie planteó una hipótesis audaz pero verificable: el mineral debía contener una o más sustancias desconocidas mucho más radiactivas que el propio uranio.

Pierre Curie abandonó temporalmente parte de sus investigaciones para incorporarse al trabajo. El procedimiento seguido por ambos combinaba sucesivas separaciones químicas con una medición de la radiactividad después de cada etapa. La actividad servía así como guía para seguir la pista de cantidades de materia tan pequeñas que todavía no podían identificarse mediante los métodos químicos convencionales.

En julio de 1898 anunciaron la existencia de un nuevo elemento, al que llamaron polonio, en homenaje a Polonia, que entonces no existía como Estado independiente. En diciembre comunicaron indicios de otro elemento todavía más activo: el radio.

La identificación inicial era solo el comienzo. Para convencer a la comunidad científica había que concentrar el nuevo elemento, caracterizarlo y determinar sus propiedades.

Toneladas de mineral para obtener una fracción de gramo

La concentración de radio en los residuos de pechblenda era ínfima. Los Curie consiguieron varias toneladas procedentes de las minas de Joachimsthal, en Bohemia, después de que se hubiera extraído de ellas el uranio de interés industrial.

Marie procesaba el material en lotes de unos veinte kilogramos. Trituraba, disolvía, precipitaba, filtraba y cristalizaba repetidamente las diferentes fracciones, mientras la medición de su actividad indicaba dónde se iba concentrando el radio. Llegaron a tratar alrededor de siete toneladas de residuos de pechblenda, y tras miles de cristalizaciones Marie consiguió obtener aproximadamente un decigramo de cloruro de radio suficientemente puro para estudiar sus propiedades y calcular el peso atómico del nuevo elemento.

Era también una nueva manera de buscar elementos. En lugar de identificarlos primero mediante características químicas o espectrales, podían seguirse a través de una propiedad física —su radiactividad— durante las sucesivas separaciones químicas.

Marie presentó estos resultados en su tesis doctoral, defendida en junio de 1903.

Los Curie no patentaron el procedimiento de preparación del radio. Consideraban que el conocimiento científico y sus posibles aplicaciones debían permanecer accesibles a otros investigadores. La decisión favoreció la difusión de los estudios sobre radiactividad, aunque renunciaron con ello a unos derechos potencialmente muy valiosos cuando el radio comenzó a alcanzar precios extraordinarios.

El Nobel de 1903

El Premio Nobel de Física de 1903 fue dividido entre Henri Becquerel, por el descubrimiento de la radiactividad espontánea, y Pierre y Marie Curie, por sus investigaciones conjuntas sobre los fenómenos de radiación.

El proceso de nominación refleja las dificultades que una científica encontraba incluso cuando su contribución era central. Aunque Marie había sido propuesta para el Nobel en candidaturas anteriores, algunas de las nominaciones de 1903 mencionaron únicamente a Becquerel y Pierre Curie. El matemático sueco Gösta Mittag-Leffler tuvo conocimiento de la situación y avisó a Pierre. Este respondió que, si su trabajo iba a ser considerado, Marie debía ser incluida por el papel que había desempeñado en las investigaciones sobre las sustancias radiactivas.

Finalmente recibió el premio junto con Pierre y Becquerel y se convirtió en la primera mujer galardonada con un Nobel.

En aquel momento Marie y Pierre tenían una hija, Irène, nacida en 1897. Ève nacería en diciembre de 1904.

La muerte de Pierre y la Sorbona

Pierre Curie murió el 19 de abril de 1906 al ser atropellado por un pesado vehículo de tracción animal mientras cruzaba una calle de París bajo la lluvia. Tenía cuarenta y seis años.

La Facultad de Ciencias decidió conservar la enseñanza que había desempeñado Pierre y confiarla a Marie, que también asumió la dirección del laboratorio. El 5 de noviembre de 1906 impartió su primera clase en la Sorbona ante un auditorio abarrotado. Fue la primera mujer encargada de impartir enseñanza en aquel nivel en la institución. En 1908 fue nombrada profesora titular de la cátedra, convirtiéndose en la primera mujer que alcanzaba esa posición en la Sorbona.

El cambio tuvo además una dimensión científica. Marie dejó de aparecer públicamente como la integrante femenina de una pareja de investigadores y pasó a dirigir por sí misma un laboratorio, una línea de investigación y la formación de nuevos científicos.

Continuó perfeccionando los métodos de obtención del radio. En colaboración con André-Louis Debierne consiguió en 1910 preparar radio metálico mediante electrólisis de cloruro de radio y una posterior separación del mercurio utilizado en el proceso.

Medir la radiactividad

La rápida expansión del nuevo campo creó otro problema: distintos laboratorios necesitaban comparar sus mediciones. Curie participó activamente en los esfuerzos internacionales para establecer patrones de radio y normalizar las medidas.

De ese proceso surgió el curie (Ci), unidad histórica de actividad radiactiva denominada en memoria de Pierre Curie. Marie intervino en la determinación de su definición cuantitativa y en la preparación de patrones internacionales de radio que permitieran comparar resultados entre laboratorios.

El curie fue definido posteriormente como una actividad de 3,7 × 10¹⁰ desintegraciones por segundo. Con el desarrollo del Sistema Internacional fue sustituido como unidad SI por el becquerel, aunque continúa utilizándose en algunos ámbitos.

Este trabajo metrológico revela un aspecto menos conocido de Curie: además de descubrir nuevos elementos, contribuyó a transformar la radiactividad en una magnitud susceptible de medición, comparación y normalización internacional.

Segundo Premio Nobel y crisis pública

En 1911 recibió el Premio Nobel de Química por el descubrimiento del radio y el polonio, el aislamiento del radio y el estudio de la naturaleza y los compuestos de este elemento. Se convirtió en la primera persona que recibía dos premios Nobel.

Ese mismo año participó en el primer Congreso Solvay de Física, celebrado en Bruselas y dedicado a la teoría de la radiación y los cuantos. Allí coincidió con algunas de las figuras que estaban transformando la física, entre ellas Max Planck y Albert Einstein. Curie participaría también en posteriores reuniones Solvay, incluido el célebre congreso de 1927 sobre electrones y fotones.

El segundo Nobel llegó, sin embargo, en uno de los momentos más difíciles de su vida pública. Su relación con el físico Paul Langevin, que estaba separado de su esposa aunque seguía legalmente casado, provocó la publicación de correspondencia privada y una intensa campaña periodística. Los ataques mezclaron la cuestión sentimental con xenofobia, nacionalismo y prejuicios hacia una mujer extranjera que ocupaba una posición excepcional en la ciencia francesa.

Curie se negó a que la polémica privada determinara el reconocimiento de su trabajo y viajó a Estocolmo para recibir el Nobel.

La Primera Guerra Mundial

La Primera Guerra Mundial modificó temporalmente sus prioridades. Curie comprendió que los rayos X podían utilizarse cerca del frente para localizar proyectiles, metralla y fracturas antes de las intervenciones quirúrgicas.

Organizó servicios radiológicos y promovió vehículos equipados con aparatos de rayos X, generadores eléctricos y material para revelar radiografías. Aquellas unidades móviles serían conocidas como «petites Curies».

No se limitó a conseguir equipos. Estudió anatomía y técnicas radiológicas, aprendió a manejar los aparatos, participó personalmente en el trabajo hospitalario y formó a operadores. Su hija Irène colaboró con ella.

La guerra mostró una característica central de su concepción de la ciencia: el conocimiento experimental más abstracto podía convertirse, cuando existían los medios adecuados, en una tecnología de aplicación médica inmediata.

El Instituto del Radio

Después de la guerra concentró buena parte de su actividad en consolidar instituciones capaces de continuar las investigaciones. Dirigió el laboratorio Curie del Instituto del Radio de París, del que procede el actual Institut Curie, donde investigación física, química, biológica y médica comenzaron a relacionarse de manera sistemática.

El radio seguía siendo extraordinariamente caro. En 1921 viajó a Estados Unidos después de que una campaña organizada por la periodista Marie Mattingly Meloney consiguiera recaudar entre mujeres estadounidenses el dinero necesario para adquirir un gramo de radio destinado a su laboratorio. El material le fue entregado simbólicamente en la Casa Blanca durante una ceremonia presidida por Warren G. Harding.

Curie conservó también una estrecha relación con Polonia. Impulsó la creación de un Instituto del Radio en Varsovia y volvió a Estados Unidos en 1929 para apoyar otra campaña destinada a obtener radio para el nuevo centro. El instituto polaco comenzó a funcionar en 1932.

Una ciencia cuyo peligro aún se desconocía

Marie y Pierre Curie investigaron la radiactividad cuando sus efectos biológicos estaban lejos de comprenderse por completo. Manipulaban compuestos radiactivos directamente, trabajaban durante largos periodos en espacios inadecuados y transportaban pequeñas muestras sin los sistemas de blindaje que después se volverían imprescindibles.

Marie recordaría incluso el atractivo de los tubos con sales de radio que producían una débil luminosidad en la oscuridad del laboratorio. Aquella fascinación convivía con síntomas y lesiones cuya relación con las radiaciones solo iría comprendiéndose gradualmente.

Sus propios documentos conservan las consecuencias materiales de aquella forma de trabajar. Cuadernos y papeles de laboratorio de Marie y Pierre Curie presentan todavía contaminación radiactiva, porque fueron manipulados en contacto con minerales y sustancias radiactivas. Parte de ese archivo se conserva en la Biblioteca Nacional de Francia bajo protocolos específicos de protección y consulta.

La historia de Curie se sitúa así en una frontera científica particularmente significativa: contribuyó a revelar un fenómeno capaz de transformar la física y la medicina antes de que existiera todavía una radioprotección capaz de controlar plenamente sus riesgos.

Muerte

Marie Curie murió el 4 de julio de 1934 en el sanatorio de Sancellemoz, en Passy, Alta Saboya, a los sesenta y seis años. Padecía una anemia aplásica relacionada con la exposición prolongada a radiaciones ionizantes acumulada durante décadas de investigación y trabajo radiológico.

Fue enterrada inicialmente junto a Pierre Curie en Sceaux. En 1995 los restos de ambos fueron trasladados al Panteón de París. Marie Curie se convirtió en la primera mujer que ingresó allí por sus propios méritos.

Sus hijas

Irène Joliot-Curie continuó la tradición científica familiar. Junto con su marido, Frédéric Joliot-Curie, descubrió la radiactividad artificial y ambos recibieron el Premio Nobel de Química de 1935.

Ève Curie eligió la escritura, el periodismo y posteriormente la actividad humanitaria. En 1937 publicó Madame Curie, una extensa biografía de su madre que alcanzó una enorme difusión internacional y contribuyó decisivamente a construir la imagen pública de Marie Curie para varias generaciones de lectores.

Influencia y legado

Curie no formuló por sí sola la teoría moderna de la estructura nuclear ni explicó todos los mecanismos de la desintegración radiactiva. Esos avances requirieron los trabajos posteriores y paralelos de científicos como Ernest Rutherford, Frederick Soddy y otros investigadores. Su aportación fue distinta y más fundamental de lo que sugiere una simple lista de descubrimientos.

Demostró experimentalmente que la intensidad de la radiactividad podía medirse, que dependía del elemento y no de su combinación química, y convirtió esa propiedad en un instrumento para investigar la materia. A partir de ella desarrolló un método capaz de seguir elementos desconocidos incluso cuando se encontraban en cantidades extremadamente pequeñas.

El polonio y el radio fueron los resultados más visibles de ese procedimiento, pero no su única consecuencia. La radiactividad pasó de ser una anomalía observada en sales de uranio a convertirse en un campo científico con conceptos, técnicas experimentales, patrones de medida, laboratorios especializados y aplicaciones médicas.

Ahí reside la aportación más profunda de Marie Curie: no se limitó a encontrar dos nuevos elementos; ayudó a convertir un fenómeno desconcertante en una nueva forma de estudiar la materia.