Жінки – лауреатки Нобелівської премії з фізики
Перша половина XX століття стала часом прориву в теоретичній та експериментальній фізиці – і одночасно часом зламу багатьох традиційних норм. Це, зокрема, стосується і положення жінок в науці. До певного часу жінки не могли мріяти не те що про наукову кар`єру, але навіть про отримання вищої освіти. Уродженка Варшави Марія Склодовська, в заміжжі Кюрі, зуміла не тільки закінчити Сорбонну, стати знаменитим ученим і відкрити два нових радіоактивних елементи – полоній і радій, а й отримати відразу дві Нобелівські премії, причому з різних дисциплін – з фізики і по хімії.
Перша Нобелівська премія (1903 р.) – Марія Склодовська-Кюрі
Але все почалося в 1896 році, коли інший французький фізик, Анрі Беккерель, вивчав фосфоресценцію однієї з солей урану. Він, як і більшість вчених, був дуже вражений тим, що трапилося в попередньому році з відкриттям рентгенівських променів і вирішив перевірити, чи не стане уран після опромінення сонячним світлом випускати таке ж випромінювання. І завдяки випадку, про який кожен уже не раз чув, він відкрив нові промені. Ось цим відкриттям Беккереля і зацікавилася Марія Кюрі, котра як раз шукала тему для дисертації. Вона з`ясувала, що випромінювання випускають самі атоми урану (для цього явища вона придумала термін «радіоактивність»), причому неважливо, як саме при цьому атоми організовані в молекули.
Працювати нам новим дослідженням Марія Склодовська-Кюрі почала зі своїм чоловік. П`єр кинув магнетизм, приєднався до досліджень дружини і домовився з Австрійською академією наук, що Австрія безкоштовно надасть їм відвали з уранових шахт Йоахімшталя в Чехії. Дослідивши декілька тонн уранової руди, Марія і П`єр виявили, що вона містить нові, поки не відомі науці хімічні елементи, набагато більш радіоактивні, ніж уран.
Подружжя Кюрі запропонували назвати ці елементи полонієм (на честь батьківщини Марії) і радієм.
У 1903 році Марія Кюрі захистила дисертацію і стала першою жінкою, що отримала докторський ступінь з фізики в Сорбонні. Дослідження радіоактивності справило враження на декількох видних членів Французької академії наук. У 1903 році Нобелівський комітет отримав 6 номінацій на користь Анрі Беккереля і 5 номінацій на користь П`єра. Марія Кюрі одержала всього одну номінацію.
Найімовірніше, Марія залишилася б без премії, якби один з членів Нобелівського комітету, Йоста Міттаг-Лефлер, не вирішив би написати про це П`єру. Той у відповідь став наполягати на тому, що внесок Марії в відкриття був ніяк не менший за його власний, і в підсумку Анрі Беккерель, П`єр і Марія Кюрі отримали Нобелівську премію з фізики 1903 року. Марія стала першою в історії жінкою-лауреатом.
Друга Нобелівська премія (1963 р.) – Марія Гепперт-Маєр
У 1911 році Марія Кюрі вперше в історії отримала другу Нобелівську премію, на цей раз з хімії. Премію їй дали, зокрема, за те, що в 1910 році дослідниця змогла виділити чистий радій – елемент значно більш радіоактивний, ніж уран, і тому набагато більш придатний для медичних і наукових додатків. Але ми говоримо про фізику, тому на черзі друга героїня – Марія Гепперт-Маєр. За забавним збігом – теж Марія, теж з подвійним прізвищем і теж уродженка Польщі. Уявіть лише, в її сімейній династії сім поколінь професорів і ця жінка ніяк не посоромила родину, ставши наступною повною професоркою. Але ближче до Нобелівської премії.
Головним питанням, яким вже після війни, працюючи асистентом-професором Чиказького університету (без платні, бо дружина професора не може отримувати гроші), задалася наша героїня, було питання, як влаштовано атомне ядро. І що таке «магічні числа».
Як сказала сама Марія Гепперт-Маєр в Нобелівській лекції, «одне з головних властивостей ядер, що призвели до концепції оболонкової структури ядра, проявляється в існуванні такої властивості, яка зазвичай називається магічним числом.... Привід назвати число магічним полягає в тому, що конфігурація з магічним числом нейтронів або протонів виявляється надзвичайно стійкою незалежно від числа інших нуклонів».
Власне, не дивлячись на те, що вперше вказав на існування їх німецький фізик Вальтер Ельзассер в 1933 році, можна сказати, що сама Гепперт-Маєр і відкрила їх разом з Едвардом Теллером (батько водневої бомби), коли вони працювали над статтею про походження хімічних елементів. Знову дамо слово фізику:
«Ми помітили, що існує кілька ядер з переважаючим їх змістом серед ізотопів або в космічних променях, що пояснити в той час не могла ні наша, ні будь-яка інша розумна теорія. Я знайшла також, що у цих ядер є одна загальна властивість: вони містили або 82 нейтрона, або 50 нейтронів при довільній кількості протонів. Вісімдесят два та п`ятдесят – це «магічні числа». Той факт, що ці ядра переважають в природі, говорить про існування особливої стійкості, яка повинна впливати на утворення хімічних елементів.
Мою увагу привернула стаття Ельзассера, написана в 1933 році. У 1948 році про властивості ядер було відомо набагато більше, ніж за часів Ельзассера. Однак магічні числа не тільки виділялися в ряду нових експериментальних даних, але їх виділення виявлялося у всіх ядерних процесах ще більш чітко, ніж раніше. Вважати ці властивості магічних чисел простим випадковим збігом вже було не можливо».
Зараз ми знаємо кілька магічних чисел: 2, 8, 28, 50, 82, 126 (останнє, зрозуміло, тільки для нейтронів)... Власне, всі ці числа відкрила Маєр – спочатку 50 і 82, потім всі інші. Їй прийшла в голову ідея, що атомне ядро, подібно і електронним оболонкам, нагадує за своєю будовою цибулину: воно складається з шарів, що містять протони і нейтрони, які звертаються навколо одна одної і по орбіті, як пари, вальсуючи на балу. Ядра стабільні, якщо оболонки протонів або нейтронів заповнені. Саме тому, наприклад, ядро гелію-4 (2+2) стабільне, а гелію-5 з трьома нейтронами, просто не існує – занадто слабким виходить зв`язок «зайвого» нейтрона.
Саме за цю теорію жінка через 60 років після Кюрі отримала другу Нобелівську премію з фізики.
Коли до патріархального Сан-Дієго дійшла звістка про успіх їх університетського професора, місцева газета вийшла із заголовком «Мати і домогосподарка отримує Нобелівську премію з фізики». Що ж, в ті роки це був передовий клікбейт.
Проте саме вона стала тією людиною, яка показала: Марія Кюрі – не виняток і жінки можуть досягти найвищих вершин та поваги навіть в теоретичній фізиці.
Третя Нобелівська премія (2018 р.) – Донна Стрікленд
Третьою лауреаткою Нобелівської премії з фізики у 2018 року стала канадка Донна Тео Стрікленд (разом з американцем Артуром Ешкіним та французом Жераром Мору) – за відкриття в області лазерних технологій. Вони придумали технологію, що дозволяє випускати короткі лазерні імпульси високої інтенсивності.
Ну ось, через 55 років світ зустрів нову жінку-лауреатку Нобелівської премії з фізики. І це чудово, бо жінки потрібні науці!