María Curie mujer científica y pionera

 A estas alturas, posiblemente casi todo el mundo ha escuchado, cuando menos, el nombre de esta mujer pero, ¿qué sabemos en realidad de su labor científica?. Hoy vamos a centrarnos en ella, sin duda uno de los científicos más relevantes del siglo XIX, cuya labor se acrecienta si comprobamos todos los prejuicios que tuvo que combatir por el simple hecho de ser mujer.

Madame Curie en su laboratorio, donde descubrió el Radio y el Polonio.

Su nombre fue María Salomea Skłodowska. Nació un 7 de noviembre de 1867 en Varsovia, Polonia, bajo control ruso. Sus padres eran maestros que impartían clases de Matemáticas y Física. Era la menor de entre cinco hermanos y era una niña despierta e inteligente que desde muy pequeña ya mostraba gran interés por la experimentación.

Con 10 años empezó a asistir a la escuela internado de J. Sikorska, donde inició los estudios básicos, continuando después en una escuela para niñas, en la que alcanzó el graduado en junio de 1883 con la mejor nota. No pudo matricularse en una escuela superior por ser mujer, por lo que estuvo dando clases particulares con su padre. Por fin consiguió realizar estudios superiores de forma clandestina, junto a su hermana Bronislawa, en la Uniwersytet Latajacy, que sí admitía estudiantes femeninos.

En 1891  se matriculó en la Universidad de la Sorbona de París, realizando estudios de ciencias. Subsistía con dificultad, asistiendo a clase por la mañana y dando clases particulares por la noche. En dos años superó los estudios de Física con el número uno. Empezó a  trabajar en el laboratorio industrial de uno de sus profesores, Gabriel Lippmann, alternando su trabajo con los estudios de Química, de los que logró la Licenciatura un año después, en 1894. Además realizaba estudios de interpretación, llegando a actuar en un teatro para aficionados.

 Inició sus trabajos de investigación analizando las propiedades magnéticas de diferentes aceros por encargo de la Société d'encouragement pour l'industrie nationale, conociendo ese mismo año a Pierre Curie, instructor de la Escuela Superior de Física y de Química Industriales de París. Los unió el interés por la Ciencia. María se fue a trabajar al laboratorio de Pierre y nació entre ellos una gran amistad que fue desembocando en sentimientos más profundos, de forma que en 1894, Pierre le propuso matrimonio que ella rechazó porque quería volver a Polonia, donde había echado una solicitud para un puesto académico de la Universidad de Cracovia. Sin embargo la rechazaron por ser mujer. Pierre le propuso iniciar su tesis doctoral en el campo sobre el magnetismo del que era Doctor. Cuando regresó a París en 1895, se casó con Pierre en una ceremonia extremadamente sencilla. Los dos vestían de calle y no hubo ceremonia religiosa, ni alianzas, ni celebración alguna. Ella llevaba un vestido azul que después utilizó como uniforme de laboratorio. Tras la boda montaron en bicicleta para iniciar su luna de miel.

A la vuelta se pensó en el doctorado de María, que estaba progresivamente interesada en los recientes descubrimientos de radiaciones. Por un lado Wilhelm Roentgen (1895), había descubierto los rayos X y por otro lado, Henri Becquerel (1896) había descubierto radiaciones invisibles en el uranio.

La historia de los rayos X comenzó, en 1861, con William Crookes. Estudiaba descargas eléctricas en diferentes gases. Aún no se conocía la estructura elemental del átomo, formada por un núcleo donde hay cargas positivas (protones) y neutras (neutrones), rodeado por una nube o corteza donde giran cargas negativas (electrones). Creó un tubo de vidrio al que hizo el vacío, en el que había colocado un polo positivo (ánodo) y un polo negativo (cátodo) - como los que hay en una batería de coches o en los extremos de una pila eléctrica - y en su interior fue introduciendo distintos gases nobles. Cuando entre ambos polos colocaba una gran diferencia de potencial, al calentarse el polo negativo desprendía un rayo rectilíneo, perfectamente visible, hacia el polo positivo y que producía fluorescencia en el gas (de ahí vino el nombre de tubos fluorescentes). Dedujo que esos rayos tenían que estar formado por cargas negativas, ya que se generaban en el cátodo, por lo que les llamó rayos catódicos.

En 1895, el físico Wilhelm C. Roentgen experimentaba con los tubos de Crookes. Quería evitar la fluorescencia que se producía en las paredes de vidrio del tubo de vacío cuando se hacían pasar los rayos catódicos. Para ello  cubrió el tubo con una funda negra de cartón. Cuando repitió el experimento en estas condiciones, observó un resplandor amarillo-verdoso en la pared. Al repetir la experiencia el resplandor volvía a aparecer. Cuando interponía una placa fotográfica en la zona del tubo donde se producía la radiación, ésta se velaba. Pero cuando entre la placa y la zona de radiación colocaba una mano con un anillo (la de su esposa), en la fotografía aparecía la mano en la que la piel casi no se veía, observándose perfectamente los huesos junto con la sombra del anillo. Había hecho la primera radiografía de la historia.

Primera radiografía de la historia.

Roentgen no conocía la naturaleza de esos rayos, de ahí que los llamara Rayos X. No sabía que esos rayos se producen en el ánodo cuando se bombardea con rayos catódicos (electrones) a alta velocidad y son frenados repentinamente por la materia. Si podemos mover el ánodo podemos orientar los rayos X. Si lo orientamos hacia un objeto, éste absorbe una cantidad de rayos X, y otra cantidad lo atraviesa. Esta cantidad de rayos que atraviesa al objeto se puede visualizar en forma de imagen definitiva en una placa radiográfica (radiografía) o en una pantalla fluoroscópica como imagen virtual mientras se esté bombardeando al objeto (pantalla de rayos X). Por otro lado, si controlamos la diferencia de potencial que aplicamos podemos tener rayos X, de intensidad fuerte, media o baja (ver figura a continuación). Los primeros son los más peligrosos y requieren mucha energía.  De forma general podemos decir que estos rayos suelen atravesar la materia compuesta por átomos de baja masa atómica. Así en una radiografía la carne no se vería porque está formada por átomos de masa baja: hidrógeno (2), carbono (12), nitrógeno (14), oxígeno (32); pero cuando se encuentra con átomos de  masa alta, como el calcio (40) de los huesos, o el oro (197) o la plata (107) de un anillo, al no poderlo atravesar sale oscuro en la radiografía.

Un año después, en 1896, el físico francés Henri Becquerel descubrió que sales de uranio también emitían radiaciones invisibles análogas, con las mismas propiedades que los rayos descubiertos por Roentgen. Estudió a fondo estas radiaciones de las sales de uranio y comprobó que no eran rayos X, ya que podían ser desviados por un campo magnético, lo que indicaba que estaban formados por partículas cargadas. También comprobó que estos rayos lo producían cualquier compuesto de uranio, ya fuera fluorescente o no, sólido o en disolución. Eran rayos más penetrantes que los X, de manera que  podían ionizar gases y velar placas fotográficas protegidas.

            Marie Curie empezó a estudiar las radiaciones del uranio y, utilizando las técnicas piezoeléctricas inventadas por Pierre, midió cuidadosamente las radiaciones del mineral pechblenda, que contenía uranio. Observó que este mineral producía radiaciones más intensas que las del propio uranio, lo que le hizo pensar que en el mineral había otros elementos desconocidos, incluso más “radiactivos” que el uranio. A ella le corresponde el término de “radiactividad” para describir aquellos elementos que emiten radiaciones. Pronto Pierre se unió a ella en el intento de aislar del mineral esos elementos “nuevos” que desprendían esos misteriosos rayos. Trajo desde Polonia varias toneladas de pechblenda, de las que obtuvieron unos pocos centigramos de cloruro de radio. La técnica consistía en remover en un caldero, calentado al fuego, diversas cantidades del mineral que, tras fundirse, les permitía aislar las sustancias radiactivas que buscaban. Su laboratorio era un abandonado almacén con suelo de asfalto y techo de uralita en el que había claraboyas de colores. Estaba muy mal ventilado. No eran conscientes de los efectos peligrosos de la exposición continua a la radiación, sin ninguna protección.

Cuaderno de notas de laboratorio de María. Detalle del matrimonio en su laboratorio.

En 1898 el matrimonio anunció el descubrimiento de dos nuevos elementos: el polonio (María le dio ese nombre en honor a su país) y el radio. Continuaron su trabajo, de forma muy precaria, y en cuatro años el matrimonio consiguió aislar 1 gramo de radio a partir de una tonelada de pechblenda, lo que permitió calcular su masa atómica. Estudiaron la radiación emitida por los dos elementos, indicando diferentes características de ellos. Señalaron que  la radiación que producen pasa a través del aire y el cuerpo, y que puede convertir el oxígeno molecular (O₂) en ozono (O₃). Marie planteó la propuesta de que esta radiación provenía del propio átomo. Esta hipótesis fue un gran paso para echar por tierra la teoría de que los átomos son indivisibles.

 Fue la primera mujer en ser nombrada catedrática de la Escuela Normal Superior (1900). El 25 de junio de 1903 presentó su tesis doctoral, dirigida por Becquerel y valorada con cum laude, bajo el título de Investigaciones sobre las sustancias radiactivas. El tribunal lo presidía su antiguo profesor Lippmann. Ese mes se invitó al matrimonio a dar una charla sobre radiactividad en la Real Institución de Gran Bretaña, charla que tuvo que dar Pierre porque a María se le prohibió hablar por ser mujer. Ese mismo año, de 1903, se le otorga a Marie Curie el premio Nobel de Física, que  comparte con su marido y con Becquerel. Marie Curie fue la primera mujer que conseguía este premio.

Los Curie habían alcanzado la gloria, pero para ellos supuso un desastre ya que los separaban de la investigación. Sufrían al ver su laboratorio asaltado por gente inoportuna, invadido por periodistas y fotógrafos, teniendo además que hacer frente a un correo cada vez más voluminoso (que atienden los domingos) y a solicitudes de charlas. En 1904 Pierre fue nombrado profesor de Física en la Universidad de París, y en 1905 miembro de la Academia Francesa. María no tuvo ese mismo reconocimiento, ya que esos cargos no eran ocupados por mujeres. Su trabajo en la investigación del radio fue muy subestimado, debido a su origen polaco.

            Los tres ganadores del Premio Nobel de Física de 1903 y noticia de un periódico informando del fallecimiento del científico Pierre Curie.

            Tras la presión de Pierre desde su nuevo puesto, la universidad les ofreció en 1906 un nuevo laboratorio. Ese mismo año muere Pierre en París, atropellado por un tranvía de tracción animal. María entra en una gran depresión, pero renuncia a una pensión vitalicia; quiere seguir trabajando. El 13 de mayo de 1906, el Departamento de Física de la Universidad de París le ofrece el puesto de su esposo. Fue la primera mujer en ocupar el puesto de profesora y la primera directora de un laboratorio en esa universidad. María se encerró y trabajó intensamente en el laboratorio. A pesar de las reticencias que había contra ella, pronto sus investigaciones hicieron que la llamaran de muchos países para dar conferencias, “la frágil mujer de ojos grises exponía sus artículos con voz tímida y monótona, pero que arrancaba un creciente silencio de admiración”. Su salud se iba deteriorando y necesitaba, de vez en cuando, un descanso en las montañas. Pero pronto volvía a su trabajo.

En 1910 obtuvo un gramo de radio puro, que le permitió estudiar más a fondo sus propiedades. No tuvo éxito con el polonio, ya que sólo logró que estuviera 138 días (vida media) antes de transformarse en otro elemento. Definió también una unidad para medir las emisiones radiactivas, llamada años después curio en su honor. Aún así, la Academia de Ciencias Francesa, en 1911, no la eligió como miembro, a pesar de que ya era miembro de la Academia Imperial de San Petersburgo (1908), de la Academia de Ciencias de la República Checa (1909), de Polonia (1909), de Suecia (1910), de la Sociedad Filosófica Estadounidense (1910) y miembro honorario de muchas otras asociaciones científicas. A pesar de los brillantes logros científicos en pro de Francia, la actitud del público francés tendía a la xenofobia. La prensa francesa la criticaba por ser mujer, extranjera y atea. Ayudó también el hecho de que se filtrara una breve relación que había tenido después de la muerte de Pierre con el físico Paul Langevin, casado, que había sido alumno de Pierre, asunto del que la prensa hizo un escándalo, llamándola "la extranjera" y "ladrona de maridos". Ese mismo año consigue su segundo Premio Nobel, esta vez en Química, por sus investigaciones sobre el radio y sus compuestos. Fue nombrada directora del Instituto de Radio de París en 1914, que después pasó a llamarse Instituto Curie. Era un laboratorio de radiactividad creado para ella por iniciativa del Instituto Pasteur con la Universidad de París.

Ese año comienza la Primera Guerra Mundial. María trabajó sin descanso en los campos de batalla con un equipo portátil de rayos X, con el que localizaba fácilmente la metralla antes de la intervención médica. Pronto avanzó su deterioro físico ya que, además de exponerse a los peligros de la guerra, acumulaba grandes concentraciones de radiación desde el equipo portátil. María se sentía cada vez más cansada y enferma. Aunque tomaba algunos descansos, la recuperación era cada vez peor. Siempre tenía quemaduras en las manos por manipulación del material radiactivo y los sucesivos análisis de sangre le indicaban su creciente empeoramiento. Aún así nunca dejó de trabajar en su laboratorio. Después de 1923 se sometió a varias operaciones de cataratas, pero volvía al laboratorio, cada vez con peor visión. Tenía que utilizar lupas gigantescas y colocar grandes señales de colores en sus instrumentos. Con 66 años de edad, en 1934, María se sintió con ánimo para ir a Versalles a patinar y a esquiar. Por fin el ejército de ayudantes que trabajaba para ella pudo descansar unos días. Cuando volvió al laboratorio mostraba síntomas graves de deterioro, fallaba el estómago y comenzaron los vómitos. Fue necesario un nuevo descanso, durante el cual agarró un catarro del que no mejoraba. Ante la dificultad de curación volvió al laboratorio y continuó su trabajo, ante la desesperación de sus ayudantes que la veían muy deteriorada. Por fuerte prescripción médica tuvo que guardar cama, desde la que escribía a sus colaboradores señalándoles las tareas a realizar. Cuando comenzaron los problemas respiratorios la llevaron a la Clínica Sancellemoz, cerca de Passy (Alta Saboya, Alpes franceses), donde el aire era más puro. Sufría anemia perniciosa causada por la radiación. En pocas semanas murió. Su hija Eva escribiría: “En la mañana del 3 de julio, Madame Curie pudo leer, por última vez, el termómetro que sostenía con su mano temblorosa apreciando la bajada de la fiebre que siempre precede al fin. Y sonrió con alegría”. Descansa junto a su marido en el cementerio de Sceaux, al sur de París.

Tumba de los Curie y estado actual, en el panteón de los Curie (París, Francia).

Su hija Irene se casó con el asistente personal de su madre en el Instituto Curie, Jean Frédéric Joliot. Ambos trabajaron en el campo de la radiactividad artificial, esto es, creando nuevos elementos químicos por bombardeo con las radiaciones descubierta por Marie en los elementos radiactivos. Recibieron el Premio Nobel de Química en 1935 por la obtención de nuevos elementos radiactivos.

Irene Curie, hija mayor del matrimonio de científicos, junto a sus padres (izquierda) e investigando con su madre (derecha).