Marie Curie y el descubrimiento del radio

Alguna vez dijo su hija Eve: «Hay en la vida de María Curie tantos rasgos inverosímiles que quisiera relatar su vida como se cuenta una leyenda». Pero tantos eventos extraordinarios no logran siquiera equipararse con sus logros. El enorme impacto de sus investigaciones científicas le valió dos premios Nobel, un mérito excepcional solo compartido con otros tres galardonados.

Pero retrocedamos a 1897. Situación: Marie y Pierre Curie –profesor de Física en la Escuela Industrial de Química y Física de París, y marido de Marie desde el año anterior– discuten el tema que abordaría Marie para su doctorado. Dos años antes, el físico alemán Wilhelm Roentgen informó sobre la existencia de una radiación desconocida hasta entonces: la llamó rayos X, y era capaz de atravesar algunos elementos sólidos y producir fotografías de huesos. Pocos meses después, el físico francés Henri Becquerel observó que una muestra de un mineral de uranio producía rayos que eran capaces de revelar una placa fotográfica. Sin embargo, este resultado no atrajo gran atención. Estos rayos no eran tan intensos como los rayos X, y solo estaban asociados a los minerales de uranio, mientras que los rayos X se podían producir fácilmente en cualquier laboratorio.

Con la comunidad científica enfocada en la novedad de los rayos X, Pierre y Marie decidieron enfocar el doctorado de Marie en los rayos producidos por el uranio. Un tema con menos competencia e inexplorado parecía más adecuado para los modestos recursos que tenían. En cambio, contaban con un poderoso instrumento: un electroscopio equipado con un piezoeléctrico. ¿Qué es esto? Desarrollado por Pierre Curie y su hermano Jacques, permitía medir las débiles corrientes eléctricas que generaba la ionización del aire producida por los rayos del uranio, a los que Marie bautizó como radiactividad. Becquerel ya lo había utilizado, pero Marie alcanzó una gran destreza en su manipulación, lo que le permitió medir la cantidad de radiactividad asociada con cada muestra.

Marie comenzó a medir la radiactividad de todos los minerales a los que tuvo acceso. Todos los compuestos de uranio presentaban radiactividad, y esta no dependía de la naturaleza del compuesto, de su temperatura, o de si era una pieza sólida o un polvo: solo importaba la cantidad de uranio presente en la muestra. A esta observación pronto se agregó otra: la presencia de otro elemento, el torio, que también estaba asociado a la radiactividad, aunque su potencia solo dependía de la cantidad de torio en la muestra.

Así fue cobrando fuerza una idea sorprendente. En sus propias palabras, «llegué a la convicción de que la emisión de rayos por los compuestos de uranio es una propiedad del metal mismo, es decir, una propiedad atómica del elemento uranio». La radiactividad no dependía de las propiedades físicas o químicas de los compuestos, sino que la sola presencia de los átomos era suficiente para generarla. Esta idea fue comunicada en 1898, y tuvo un impacto enorme. Recordemos que en ese entonces apenas se reconocía la existencia de los átomos, por lo que atribuirle una propiedad era novedoso y a la vez problemático, porque abría la cuestión acerca de cuál era el mecanismo por el que los átomos producían radiactividad.

La exploración de muestras de minerales trajo otros resultados inesperados. El uranio se explotaba comercialmente para la fabricación de cerámicas, y se lo extraía de un mineral llamado pechblenda. Como era de esperar, la pechblenda presentaba radiactividad –ya que contenía uranio–, pero lo sorprendente es que este mineral era cuatro veces más activo que los compuestos de uranio purificados que mostraban mayor actividad. Este resultado parecía inexplicable. Marie había examinado todos los elementos conocidos, y solo el uranio y el torio habían demostrado ser radiactivos, pero en menor medida que la muestras de pechblenda. ¿Sería posible que la pechblenda contuviera un nuevo elemento y que este nuevo elemento fuera mucho más radiactivo que el uranio?

Con la ayuda de Pierre, Marie se embarcó en la tarea de aislar este nuevo elemento. Dado que la composición de la pechblenda era bien conocida, el nuevo elemento debía estar en una proporción muy baja para que no hubiera sido observado previamente. Los Curie sabían que sería trabajoso separarlo de los otros 30 elementos presentes en el mineral, pero no anticiparon lo difícil que resultaría la tarea. En julio de 1898 identificaron e informaron la presencia de un nuevo elemento al que llamaron polonio –en honor a la Polonia natal de Marie–, y en diciembre otro nuevo elemento, el radio.

Fueron necesarios cuatro años más de trabajo, y 10 toneladas de pechblenda para aislar tres décimas de gramo de cloruro de radio, que permitieron determinar su masa atómica. En 1911, Marie Curie fue la solitaria ganadora del premio Nobel de Química por el descubrimiento del polonio y el radio. Su marido Pierre había muerto en 1906, en un accidente de tránsito.

Docuficción del canal francés TV5 Monde sobre Marie Curie (2012).

La impronta y la trascendencia de Pierre y Marie Curie puede rastrearse no solo en el campo científico, sino también en el popular. En este caso, su mención en la afamada serie The Big Bang Theory.

Actualmente, la unidad de medida de la radiactividad lleva su nombre, así como numerosos institutos de investigación, becas y premios en todo el mundo. De hecho, el actual Instituto Curie de París fue creado en 1909 con el nombre de Instituto del Radio, y constituyó el centro de su actividad científica hasta su muerte, en 1934.

* Luis M. Baraldo es profesor asociado de la Universidad de Buenos Aires (UBA) e investigador independiente de Conicet (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas). Actualmente también es director del Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA), e integra el directorio de la Editorial Universitaria de la Universidad de Buenos Aires (Eudeba).