Ο Pierre Curie (15 Μαΐου 1859 – 19 Απριλίου 1906) ήταν Γάλλος φυσικός και πρωτοπόρος στην κρυσταλλογραφία, τον μαγνητισμό, τον πιεζοηλεκτρισμό και τη ραδιενέργεια.
Ιστορία επιτυχίας
Προτού συμμετάσχει στην έρευνα της συζύγου του, Marie Skłodowska-Curie, ο Pierre Curie ήταν ήδη ευρέως γνωστός και σεβαστός στον κόσμο της φυσικής. Μαζί με τον αδελφό του Ζακ, ανακάλυψε το φαινόμενο του πιεζοηλεκτρισμού, στο οποίο ένας κρύσταλλος μπορεί να πολωθεί ηλεκτρικά, και εφηύρε την ισορροπία χαλαζία. Το έργο του για τη συμμετρία των κρυστάλλων και τα ευρήματά του σχετικά με τη σχέση μεταξύ μαγνητισμού και θερμοκρασίας κέρδισαν επίσης αποδοχή στην επιστημονική κοινότητα. Μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής του 1903 με τον Henri Becquerel και τη σύζυγό του Marie Curie.
Ο Πιερ και η σύζυγός του έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην ανακάλυψη του ραδίου και του πολωνίου, ουσίες που είχαν σημαντικό αντίκτυπο στην ανθρωπότητα με τις πρακτικές και πυρηνικές τους ιδιότητες. Ο γάμος τους ίδρυσε μια επιστημονική δυναστεία: τα παιδιά και τα εγγόνια διάσημων φυσικών έγιναν επίσης διάσημοι επιστήμονες.
Marie and Pierre Curie: βιογραφία
Ο Pierre γεννήθηκε στο Παρίσι της Γαλλίας, γιος της Sophie-Claire Depuy, κόρης ενός κατασκευαστή, και του Dr. Eugene Curie, ενός ελεύθερου σκεπτόμενου ιατρού. Ο πατέρας του συντηρούσε την οικογένειαταπεινή ιατρική πρακτική, ικανοποιώντας παράλληλα την αγάπη του για τις φυσικές επιστήμες στην πορεία. Ο Eugène Curie ήταν ιδεαλιστής και ένθερμος ρεπουμπλικανός και ίδρυσε ένα νοσοκομείο για τραυματίες κατά τη διάρκεια της Κομμούνας του 1871.
Ο Πιερ έλαβε την προπανεπιστημιακή του εκπαίδευση στο σπίτι. Διδάχτηκε πρώτα από τη μητέρα του και μετά από τον πατέρα του και τον μεγαλύτερο αδερφό του Ζακ. Του άρεσε ιδιαίτερα οι εκδρομές στην ύπαιθρο, όπου ο Pierre μπορούσε να παρατηρεί και να μελετά φυτά και ζώα, αναπτύσσοντας μια δια βίου αγάπη για τη φύση, η οποία ήταν η μόνη του αναψυχή και αναψυχή κατά τη μετέπειτα επιστημονική του σταδιοδρομία. Σε ηλικία 14 ετών, έδειξε μια ισχυρή ικανότητα για τις ακριβείς επιστήμες και άρχισε να σπουδάζει με έναν καθηγητή μαθηματικών, ο οποίος τον βοήθησε να αναπτύξει το χάρισμά του σε αυτόν τον κλάδο, ιδιαίτερα τη χωρική αναπαράσταση.
Ως αγόρι, ο Κιουρί παρατήρησε τα πειράματα του πατέρα του και ανέπτυξε μια γεύση για πειραματική έρευνα.
Από τους φαρμακολόγους στη φυσική
Οι γνώσεις του Pierre για τη φυσική και τα μαθηματικά του χάρισε πτυχίο Bachelor of Science το 1875 σε ηλικία δεκαέξι ετών.
Σε ηλικία 18 ετών έλαβε ισότιμο δίπλωμα από τη Σορβόννη, γνωστό και ως Πανεπιστήμιο του Παρισιού, αλλά δεν μπήκε αμέσως στο διδακτορικό λόγω έλλειψης πόρων. Αντίθετα, ενήργησε ως βοηθός εργαστηρίου στο alma mater του, και έγινε βοηθός του Paul Desen το 1878, υπεύθυνος εργαστηριακής εργασίας για φοιτητές φυσικής. Εκείνη την εποχή, ο αδελφός του Ζακ εργαζόταν στο εργαστήριο ορυκτολογίας στη Σορβόννη και ξεκίνησαν μια παραγωγική πενταετή επιστημονική συνεργασία.
Επιτυχημένος γάμος
Το 1894, ο Πιερ γνώρισε τη μέλλουσα σύζυγό του, Μαρία Σκλοντόφσκα, η οποία σπούδασε φυσική και μαθηματικά στη Σορβόννη, και την παντρεύτηκε στις 25 Ιουλίου 1895, σε μια απλή τελετή πολιτικού γάμου. Η Μαρία χρησιμοποίησε τα χρήματα που έλαβε ως γαμήλιο δώρο για να αγοράσει δύο ποδήλατα, με τα οποία οι νεόνυμφοι έκαναν το ταξίδι του μέλιτος στη γαλλική ύπαιθρο, και τα οποία ήταν το κύριο μέσο αναψυχής τους για πολλά χρόνια. Η κόρη τους γεννήθηκε το 1897 και η μητέρα του Pierre πέθανε λίγες μέρες αργότερα. Ο Δρ Κιουρί μετακόμισε σε ένα νεαρό ζευγάρι και βοήθησε στη φροντίδα της εγγονής του, Αϊρίν Κιουρί.
Ο Πιέρ και η Μαρία αφοσιώθηκαν στο επιστημονικό έργο. Μαζί απομόνωσαν πολώνιο και ράδιο, πρωτοστάτησαν στη μελέτη της ραδιενέργειας και ήταν οι πρώτοι που χρησιμοποίησαν τον όρο. Στα γραπτά τους, συμπεριλαμβανομένου του διάσημου διδακτορικού έργου της Μαρίας, χρησιμοποίησαν δεδομένα από ένα ευαίσθητο πιεζοηλεκτρικό ηλεκτρόμετρο που κατασκευάστηκε από τον Πιερ και τον αδελφό του Ζακ.
Pierre Curie: βιογραφία ενός επιστήμονα
Το 1880, αυτός και ο μεγαλύτερος αδελφός του Ζακ έδειξαν ότι όταν συμπιέζεται ένας κρύσταλλος, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό δυναμικό, ο πιεζοηλεκτρισμός. Λίγο αργότερα (το 1881) αποδείχθηκε το αντίθετο αποτέλεσμα: οι κρύσταλλοι μπορούν να παραμορφωθούν από ένα ηλεκτρικό πεδίο. Σχεδόν όλα τα ψηφιακά ηλεκτρονικά κυκλώματα σήμερα χρησιμοποιούν αυτό το φαινόμενο με τη μορφή κρυσταλλικών ταλαντωτών.
Πριν από τη διάσημη διδακτορική του διατριβή για τον μαγνητισμό για τη μέτρηση των μαγνητικών συντελεστών Γαλλικάο φυσικός ανέπτυξε και τελειοποίησε μια εξαιρετικά ευαίσθητη ισορροπία στρέψης. Οι τροποποιήσεις τους χρησιμοποιήθηκαν από μεταγενέστερους ερευνητές σε αυτόν τον τομέα.
Ο Πιερ σπούδασε σιδηρομαγνητισμό, παραμαγνητισμό και διαμαγνητισμό. Ανακάλυψε και περιέγραψε την εξάρτηση της ικανότητας των ουσιών να μαγνητίζονται από τη θερμοκρασία, γνωστή σήμερα ως νόμος Κιουρί. Η σταθερά σε αυτόν τον νόμο ονομάζεται σταθερά Κιουρί. Ο Pierre διαπίστωσε επίσης ότι οι σιδηρομαγνητικές ουσίες έχουν μια κρίσιμη θερμοκρασία μετάβασης, πάνω από την οποία χάνουν τις σιδηρομαγνητικές τους ιδιότητες. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σημείο Κιουρί.
Η αρχή που διατύπωσε ο Pierre Curie, το δόγμα της συμμετρίας, είναι ότι ένα φυσικό αποτέλεσμα δεν μπορεί να προκαλέσει μια ασυμμετρία που απουσιάζει από την αιτία του. Για παράδειγμα, ένα τυχαίο μείγμα άμμου σε κατάσταση έλλειψης βαρύτητας δεν έχει ασυμμετρία (η άμμος είναι ισότροπη). Υπό την επίδραση της βαρύτητας, προκύπτει μια ασυμμετρία λόγω της κατεύθυνσης του πεδίου. Οι κόκκοι της άμμου «ταξινομούνται» κατά πυκνότητα, η οποία αυξάνεται με το βάθος. Αλλά αυτή η νέα κατευθυντική ευθυγράμμιση των σωματιδίων άμμου στην πραγματικότητα αντανακλά την ασυμμετρία του βαρυτικού πεδίου που προκάλεσε τον διαχωρισμό.
Ραδιενέργεια
Η εργασία των Pierre και Marie σχετικά με τη ραδιενέργεια βασίστηκε στα αποτελέσματα των Roentgen και Henri Becquerel. Το 1898, μετά από προσεκτική έρευνα, ανακάλυψαν το πολώνιο και λίγους μήνες αργότερα το ράδιο, απομονώνοντας 1 g αυτού του χημικού στοιχείου από τον ουρανίτη. Επιπλέον, ανακάλυψαν ότι οι ακτίνες βήτα είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια.
Ανακάλυψη του Πιέρ και της ΜαρίαςΟι Κιουρί απαιτούσαν πολλή δουλειά. Δεν υπήρχαν αρκετά χρήματα και για να εξοικονομήσουν έξοδα μεταφοράς πήγαιναν με ποδήλατα στη δουλειά. Πράγματι, ο μισθός του δασκάλου ήταν ελάχιστος, αλλά το ζευγάρι των επιστημόνων συνέχισε να αφιερώνει τον χρόνο και τα χρήματά του στην έρευνα.
Ανακάλυψη του πολώνιου
Το μυστικό της επιτυχίας τους βρισκόταν στη νέα μέθοδο χημικής ανάλυσης του Κιουρί, που βασίζεται στην ακριβή μέτρηση της ακτινοβολίας. Κάθε ουσία τοποθετήθηκε σε μία από τις πλάκες πυκνωτών και η αγωγιμότητα του αέρα μετρήθηκε χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρόμετρο και πιεζοηλεκτρικό χαλαζία. Αυτή η τιμή ήταν ανάλογη με την περιεκτικότητα μιας δραστικής ουσίας όπως το ουράνιο ή το θόριο.
Το ζευγάρι δοκίμασε μεγάλο αριθμό ενώσεων σχεδόν όλων των γνωστών στοιχείων και διαπίστωσε ότι μόνο το ουράνιο και το θόριο είναι ραδιενεργά. Ωστόσο, αποφάσισαν να μετρήσουν την ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα μεταλλεύματα από τα οποία εξάγεται το ουράνιο και το θόριο, όπως ο χαλκολίτης και ο ουρανίτης. Το μετάλλευμα παρουσίασε δραστηριότητα που ήταν 2,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή του ουρανίου. Μετά την επεξεργασία του υπολείμματος με οξύ και υδρόθειο, διαπίστωσαν ότι η δραστική ουσία συνοδεύει το βισμούθιο σε όλες τις αντιδράσεις. Ωστόσο, πέτυχαν μερικό διαχωρισμό σημειώνοντας ότι το θειούχο βισμούθιο ήταν λιγότερο πτητικό από το σουλφίδιο του νέου στοιχείου, το οποίο ονόμασαν πολώνιο από την πατρίδα της Μαρί Κιουρί, την Πολωνία.
Ράδιο, ακτινοβολία και το βραβείο Νόμπελ
Στις 26 Δεκεμβρίου 1898, ο Curie και ο J. Bemont, επικεφαλής της έρευνας στη "Δημοτική Σχολή Βιομηχανικής Φυσικής και Χημείας", στην έκθεσή τους στην Ακαδημία Επιστημών ανακοίνωσαν την ανακάλυψη ενός νέουστοιχείο που ονόμασαν ράδιο.
Ένας Γάλλος φυσικός, μαζί με έναν από τους μαθητές του, ανακάλυψαν για πρώτη φορά την ενέργεια του ατόμου ανακαλύπτοντας τη συνεχή ακτινοβολία θερμότητας από τα σωματίδια του νεοανακαλυφθέντος στοιχείου. Μελέτησε επίσης την ακτινοβολία ραδιενεργών ουσιών και με τη βοήθεια μαγνητικών πεδίων, μπόρεσε να προσδιορίσει ότι ορισμένα εκπεμπόμενα σωματίδια ήταν θετικά φορτισμένα, άλλα ήταν αρνητικά φορτισμένα και άλλα ήταν ουδέτερα. Έτσι ανακαλύφθηκε η ακτινοβολία άλφα, βήτα και γάμμα.
Ο Κιουρί μοιράστηκε το Νόμπελ Φυσικής του 1903 με τη σύζυγό του και τον Ανρί Μπεκερέλ. Απονεμήθηκε ως αναγνώριση της εξαιρετικής υπηρεσίας που προσέφεραν με την έρευνά τους στα φαινόμενα ακτινοβολίας που ανακάλυψε ο καθηγητής Becquerel.
Τελευταία χρόνια
Ο Πιερ Κιουρί, του οποίου οι ανακαλύψεις στην αρχή δεν έτυχαν ευρείας αναγνώρισης στη Γαλλία, κάτι που δεν του επέτρεψε να πάρει την έδρα φυσικής χημείας και ορυκτολογίας στη Σορβόννη, έφυγε για τη Γενεύη. Η κίνηση άλλαξε τα πράγματα, κάτι που εξηγείται από τις αριστερές του απόψεις και διαφωνίες σχετικά με την πολιτική της Τρίτης Δημοκρατίας απέναντι στην επιστήμη. Μετά την απόρριψη της υποψηφιότητάς του το 1902, έγινε δεκτός στην Ακαδημία το 1905.
Το κύρος του βραβείου Νόμπελ ώθησε το γαλλικό κοινοβούλιο το 1904 να δημιουργήσει μια νέα θέση καθηγητή για τον Κιουρί στη Σορβόννη. Ο Πιερ είπε ότι δεν θα έμενε στη Σχολή Φυσικής μέχρι να υπάρξει ένα πλήρως χρηματοδοτούμενο εργαστήριο με τον απαραίτητο αριθμό βοηθών. Το αίτημά του ικανοποιήθηκε και η Μαρία ανέλαβε το εργαστήριό του.
Στις αρχές του 1906, ο Πιερ Κιουρί ήταν έτοιμος, τελικά, για πρώτη φοράνα ξεκινήσει τη δουλειά με τις κατάλληλες συνθήκες, αν και ήταν άρρωστος και πολύ κουρασμένος.
19 Απριλίου 1906 στο Παρίσι κατά τη διάρκεια ενός μεσημεριανού διαλείμματος, περπατώντας από μια συνάντηση με συναδέλφους στη Σορβόννη, διασχίζοντας τη γεμάτη βροχή Rue Dauphine, ο Κιουρί γλίστρησε μπροστά από ένα κάρο με άλογα. Ο επιστήμονας πέθανε σε ατύχημα. Ο πρόωρος θάνατός του, αν και τραγικός, εντούτοις τον βοήθησε να αποφύγει τον θάνατο από αυτό που ανακάλυψε ο Πιερ Κιουρί - την έκθεση στην ακτινοβολία, η οποία αργότερα σκότωσε τη γυναίκα του. Το ζευγάρι είναι θαμμένο στην κρύπτη του Πάνθεον στο Παρίσι.
Scientist's Legacy
Η ραδιενέργεια του ραδίου το καθιστά εξαιρετικά επικίνδυνο χημικό στοιχείο. Οι επιστήμονες το συνειδητοποίησαν μόνο αφού η χρήση αυτής της ουσίας για το φωτισμό καντράν, πάνελ, ρολογιών και άλλων οργάνων στις αρχές του εικοστού αιώνα άρχισε να έχει αντίκτυπο στην υγεία των εργαζομένων στο εργαστήριο και των καταναλωτών. Ωστόσο, το χλωριούχο ράδιο χρησιμοποιείται στην ιατρική για τη θεραπεία του καρκίνου.
Το Πολώνιο έχει λάβει διάφορες πρακτικές εφαρμογές σε βιομηχανικές και πυρηνικές εγκαταστάσεις. Είναι επίσης γνωστό ότι είναι πολύ τοξικό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δηλητήριο. Ίσως το πιο σημαντικό είναι η χρήση του ως εκκινητής νετρονίων για πυρηνικά όπλα.
Προς τιμή του Pierre Curie στο Ραδιολογικό Συνέδριο το 1910, μετά τον θάνατο ενός φυσικού, μια μονάδα ραδιενέργειας ονομάστηκε ίση με 3,7 x 1010 αποσαθρώσεις ανά δευτερόλεπτο ή 37 γιγαμπεκέρελ.
Επιστημονική δυναστεία
Τα παιδιά και τα εγγόνια των φυσικών έγιναν επίσης σπουδαίοι επιστήμονες. Η κόρη τους Irene παντρεύτηκε τον Frédéric Joliot και το 1935πήραν μαζί το Νόμπελ Χημείας. Η μικρότερη κόρη Εύα, γεννημένη το 1904, παντρεύτηκε έναν Αμερικανό διπλωμάτη και διευθυντή του Ταμείου των Ηνωμένων Εθνών για τα Παιδιά. Είναι συγγραφέας της Madame Curie (1938), μια βιογραφία της μητέρας της, μεταφρασμένη σε πολλές γλώσσες.
Η εγγονή - Helene Langevin-Joliot - έγινε καθηγήτρια πυρηνικής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Παρισιού και εγγονός - Pierre Joliot-Curie, που πήρε το όνομά της από τον παππού του - έναν διάσημο βιοχημικό.
