Теперь уже нельзя было говорить об урановых лучах. Мария Кюри предложила называть новое свойство вещества, проявленное ураном и торием, радиоактивностью (то есть способностью к излучению), а эти два элемента радиоактивными, или радиоэлементами.
Так же как у урана, интенсивность излучения у ториевых соединений была тем сильнее, чем больше в них было тория, а чистые уран и торий оказались самыми мощными излучателями. Но что за странность? Некоторые минералы испускали лучи гораздо более сильные, чем этого можно было бы ожидать, если судить по тому, сколько в них содержалось урана или тория. А два соединения урана — окись урана и фосфорнокислый уран — оказались даже гораздо более радиоактивными, чем чистый уран.
Как же это объяснить? Супруги Кюри сделали смелое предположение: нет ли в таких минералах какого-то неведомого вещества, нового химического элемента еще более радиоактивного, чем уран или торий?
Если так, то почему же этот элемент до сих пор не открыт химиками? Ведь химический состав урановой руды как будто бы хорошо известен. Очевидно, отвечали Пьер и Мария Кюри, неизвестный элемент ускользает от химиков потому, что в урановой руде его очень мало, ничтожно мало. Но это не значит, что его нельзя отыскать. И они решили попробовать выделить самую радиоактивную часть. Для этого они размельчали руду в порошок, растворяли его, подвергали химическим обработкам, измеряли радиоактивность каждой составной части руды, отбирали самую радиоактивную часть, снова растворяли и снова подвергали химической обработке, снова выбирали самую радиоактивную часть и так далее и так далее. Это был тяжелый, изнурительный труд, тем более тяжелый, что у молодой четы физиков не было ни средств, ни помощников, ни помещения, ни приборов и никто вначале не поддерживал их работу. Смоляная урановая руда была дорогим материалом. Никакими средствами на ее покупку молодые ученые не располагали. Они купили и перевезли на свой счет несколько тонн руды из отбросов уранового производства.
Они отнюдь не были богаты, эти энтузиасты. Скромное жалованье профессора Пьера Кюри в Парижской школе физики и химии позволяло им кое-как свести концы с концами, но не давало средств на руду, приборы и производство опытов. Поэтому им обоим пришлось брать дополнительную работу: Пьер Кюри вел занятия еще в университете, а Мария преподавала физику в Высшей женской педагогической школе в Севре. Все остальное время они отдавали бескорыстному исследованию радиоактивности.
Нам теперь трудно представить себе, что в то время женщины не имели права работать в научных лабораториях. Для супругов Кюри было большим счастьем уже то, что директор Школы физики и химии позволил Марии Кюри работать вместе с мужем — разумеется, бесплатно и, разумеется, неофициально. Но лаборатории он не мог им дать, и они обосновались в заброшенном сарае, во дворе Школы. Это был дощатый сарай с асфальтовым полом и стеклянной крышей, без всяких приспособлений. В нем были только старые деревянные столы, чугунная печь и классная доска, на которой Пьер Кюри любил чертить схемы и формулы.
Летом, под стеклянной крышей, в сарае было жарко, как в парнике. От дождя же крыша не защищала, и супругам Кюри надо было хорошо помнить, в какие места нельзя ставить приборы, чтобы их не залило дождем. Зимой жар чугунной печки, даже раскаленной добела, чувствовался лишь вблизи от нее, а во всем остальном помещении властвовала стужа.
Газы, выделяющиеся при переработке урановой смоляной руды, ядовиты. Чтобы поменьше вдыхать вредные испарения, Мария Кюри решила проводить опыты прямо во дворе, под открытым небом. В дождь же она поспешно перебиралась обратно в сарай и, чтобы не задохнуться, устраивала сквозняки, открывая все двери и окна. Ветер нес по сараю железную и угольную пыль, примешивая ее к химическим продуктам, только что очищенным с таким трудом. Так много времени и так много сил уходило на борьбу с этими помехами.
Таинственный новый элемент, более радиоактивный, чем уран и торий, — он еще где-то впереди, он еще не выделен. А пока день за днем утомительный труд чернорабочего.
Помощников не было, поэтому всю работу супруги Кюри разделили между собой. Пьер проводил точные измерения радиоактивности, а Мария взяла на себя переработку руды и извлечение из нее нового элемента. Эта хрупкая, болезненная женщина одна, своими руками переработала восемь тонн руды.
Ей приходилось обрабатывать до двадцати килограммов руды сразу; сарай был заставлен котлами с жидкостями и осадками. Это был изнурительный труд — переносить громоздкие сосуды, переливать жидкости и много часов подряд размешивать кипящую массу в плавильном котле.
Часто она тут же готовила себе и Пьеру что-нибудь поесть, чтобы не прерывать особенно важных опытов. Иногда она целый день размешивала кипящую массу железной штангой почти с нее величиной и к вечеру падала от усталости.
Много лет спустя, вспоминая об этом времени, Мария Кюри писала:
«В ту пору мы были всецело поглощены новой областью, раскрывавшейся перед нами благодаря столь неожиданному открытию. Несмотря на трудности наших условий работы, мы чувствовали себя очень счастливыми. Наши дни проходили в лаборатории… В нашем убогом сарае господствовало глубокое спокойствие. Иногда, наблюдая за какой-нибудь операцией, мы расхаживали взад и вперед, обсуждая настоящую и будущую работу. Когда нам становилось холодно, чашка горячего чая у печки подкрепляла нас. Мы жили как во сне, одержимые одной неотступной мыслью…
В лаборатории мы очень мало виделись с людьми. Время от времени кое-кто из физиков и химиков заходил к нам или посмотреть наши опыты, или спросить совета у Пьера Кюри, известного своими познаниями во многих разделах физики. И перед классной доской начинались те беседы, что оставляют по себе лучшие воспоминания, потому что они возбуждают еще больший интерес к науке и рвение к работе…»
Горькие слова прорываются у сдержанной и бесконечно скромной Марии Кюри:
«Нельзя удержаться от чувства горечи при мысли, что в конце концов один из величайших французских ученых так и не имел в своем распоряжении настоящей лаборатории…
Можно ли представить себе горечь творца больших открытий, бескорыстного энтузиаста, чьи мечты всегда не осуществляются из-за постоянного отсутствия средств? И можем ли мы без чувства глубокой скорби думать о самом невозместимом расточительстве сокровища, самого драгоценного для науки: гения, сил и мужества лучших ее сынов?»
Дни работы превращаются в месяцы и годы. Сначала Пьер и Мария Кюри полагали, что в смоляной урановой руде содержится около одного процента нового элемента. Лишь много позже стало ясно, что количество нового элемента, который так упорно ищут Кюри, составляет в урановой руде меньше миллионной доли процента. И все же он есть! Он дает о себе знать: разлагая урановую смоляную руду на составные части и измеряя радиоактивность каждой из них, они постепенно выделяют все более и более радиоактивную часть. Они искали — и нашли! — даже не иголку в сене, а вещество иголки, растворенное в огромном стоге сена.
В июле 1898 года супруги Кюри сообщают: они выделили из урановой руды новый элемент, во много раз более радиоактивный, чем уран и торий. Этого вещества нет в списке известных элементов. Мария Кюри называет его полонием в честь своей родины Польши (Полония — латинское название Польши).
Проходит еще полгода, и в декабре 1898 года в «Докладах Французской Академии наук» появляется новое сообщение: Марии Кюри совместно с химиком Бемоном удалось выделить из урановой смоляной руды еще один новый химический элемент, радиоактивность которого в миллион раз больше, чем у урана. Этот новый элемент назвали радием.
И полония и радия в их препаратах было бесконечно мало, и понадобились еще три года изнурительной, тяжелой работы и нечеловеческая настойчивость Марии Кюри, для того чтобы они смогли получить одну десятую долю грамма чистого хлористого радия и определить атомный вес нового элемента — открытого ими радия. Одно за другим появлялись в печати сообщения за подписью «Пьер и Мария Кюри».