Comment Marie Curie a-t-elle découvert le radium ?

En 1898, Marie Curie et son époux Pierre s’engagent dans une quête scientifique qui va révolutionner la compréhension de la matière. Leur objectif ? Comprendre la nature des rayonnements émis par l’uranium, un élément alors récemment découvert par Henri Becquerel. C’est dans ce contexte que naît la découverte du radium, un élément aux propriétés extraordinaires, et qui marque le début d’une ère nouvelle en physique et en chimie.

Une méthode rigoureuse : l’analyse systématique des minerais

Contrairement aux méthodes empiriques de l’époque, Marie Curie adopte une approche méthodique et quantitative. Elle utilise un électromètre à quartz piézoélectrique, un instrument de mesure extrêmement précis mis au point par Pierre et son frère Jacques. Cet appareil permet de détecter et de mesurer les faibles courants électriques générés par les rayonnements des minerais. En étudiant l’uraninite, un minerai d’uranium, elle observe que son activité radioactive dépasse largement celle de l’uranium pur. Cette anomalie suggère la présence d’un ou plusieurs éléments encore inconnus, bien plus radioactifs que l’uranium.

L’isolement d’un nouvel élément : le polonium

En juillet 1898, après des mois de travail acharné, Marie Curie isole un premier élément inconnu, qu’elle nomme polonium en hommage à sa Pologne natale. Le polonium, bien que très radioactif, ne représente qu’une infime partie du minerai d’uranium. Pour l’extraire, elle traite des tonnes de résidus de pechblende, un minerai extrait des mines d’Autriche-Hongrie. Le processus implique des étapes de dissolution, de précipitation et de cristallisation répétées, une méthode qui préfigure les techniques modernes de chimie analytique. Cette découverte est publiée dans une note à l’Académie des sciences, mais Marie Curie pressent que d’autres éléments radioactifs restent à découvrir.

La persévérance récompensée : la découverte du radium

Quelques mois plus tard, en décembre 1898, Marie et Pierre Curie annoncent la découverte d’un second élément, le radium. Les preuves de son existence s’accumulent : les spectres lumineux de ses sels révèlent des raies caractéristiques inconnues, et son activité radioactive est des millions de fois supérieure à celle de l’uranium. Cependant, isoler le radium pur s’avère bien plus complexe. Il faut traiter près de huit tonnes de résidus de pechblende pour obtenir quelques décigrammes de chlorure de radium. En 1902, après quatre années de travail ininterrompu, Marie Curie parvient enfin à obtenir un décigramme de radium métallique, confirmant ainsi l’existence de cet élément aux propriétés uniques.

Un héritage scientifique et humain

La découverte du radium ne se limite pas à une avancée scientifique majeure : elle transforme également la perception de la matière et de l’énergie. Contrairement aux éléments connus jusqu’alors, le radium émet en permanence de la chaleur et de la lumière sans aucune source d’énergie apparente, remettant en cause les lois de la thermodynamique. Cette propriété, appelée radioactivité, ouvre la voie à des recherches fondamentales sur la structure de l’atome. En 1903, Marie et Pierre Curie partagent le prix Nobel de physique avec Henri Becquerel pour leurs travaux sur la radioactivité. Marie Curie devient ainsi la première femme à recevoir un prix Nobel, puis la première personne à en remporter un second en 1911, cette fois en chimie pour ses travaux sur le radium et le polonium.