Всего через несколько дней после появления на свет малышки в семье Кюри случается несчастье, умирает мама Пьера. Супруги решают, что его отцу, доктору Эжену Кюри не стоит оставаться одному, и спустя какое-то время, когда они переезжают в квартиру попросторней, забирают его к себе. Так и ему веселее, и за Ирен есть кому присмотреть. Девочка очень привяжется к своему дедушке, когда подрастет.
Поняв, что быт налажен и она со всем справляется и все успевает, Мари решает защитить докторскую диссертацию. Но нужна какая-то перспективная тема. Физика развивается очень бурно, нужно выбрать что-то одно. Пролистав бессчетное количество самых свежих научных журналов и посоветовавшись с мужем, Мари решает продолжить исследования Анри Беккереля, который одним из первых в 1986 году открыл явление радиоактивности. Он исследовал химический элемент под названием уран, который имеет свойство светиться в темноте — весьма загадочное явление для ученых того времени. Готовясь к эксперименту, для которого ему нужен был яркий солнечный свет, Беккерель завернул необычный материал в черную бумагу вместе с фотопластинами (фотографии тогда делали с помощью камер, которые пропускали свет на специальные пластины, а сами пластины хранились в полной темноте, изображение с них тоже проявляли при специальном тусклом освещении). Когда ученый достал эти пластины, они были испорчены — полностью засвечены, как будто лежали на свету. Причем засветить их урану удалось даже через слой черной бумаги. Значит, они излучают какую-то пока еще неизвестную науке энергию. Мари решает выяснить, что это за энергия. Лучи эти, к слову, назвали лучами Беккереля, а название явлению в целом позднее подарила сама мадам Кюри, придумав слово «радиоактивность» — от латинских слов radius «луч» и activus «действенный» (то есть, действие лучей).
Урановые лучи могли не только засвечивать фотопластинки, но и разряжали электрическое лабораторное оборудование. Причем эти необычные лучи были постоянным свойством урана — его не надо было дополнительно облучать чем-либо вроде солнечного света.
Итак, тема выбрана, направление работ почти понятно (никто до Мари не занимался лучами Беккереля, поэтому ей не на что было опереться в своей работе, кроме собственной научной интуиции) — осталось найти место для лаборатории. В Школе физики и химии нужного помещения нет, только сырая от пара застекленная мастерская. А точным приборам нужен стабильный микроклимат в помещении — без перепадов влажности и температуры. Так что эта комнатушка никак не подходит, но выбора нет, приходится начинать здесь.
Первым открытием Мари на пути к докторской диссертации становится довольно простой на первый взгляд, но весьма важный для ее работы вывод — чем больше урана в исследуемых образцах, тем сильнее излучение. Причем эти величины пребывают в строгой пропорции. Это значит, что силу излучения можно измерить и довольно точно. Затем ученая приходит к выводу, что источник излучения — это сам атом урана.
Тут мы немного отвлечемся от истории Марии Кюри, чтобы понять, что такое атомы разных химических элементов и что такое сами эти элементы. Для этого можно представить себе нескольких жонглеров. Каждый из них подбрасывает свое особое количество мячиков (начиная от одного), заставляя их летать вокруг себя. Каждого из этих жонглеров зовут как-то по-своему (уран, водород, углерод, кислород и так далее) и у каждого свой «характер» — свои свойства. Сам жонглер — это ядро атома, а мячики — электроны. Чем больше и тяжелее ядро, тем больше мячиков может летать вокруг него. Увидеть такого «жонглера» невооруженным глазом нельзя, настолько он мал. А вот скопление одинаковых атомов — это вещество, которое называют так же, как и сам химический элемент (атом урана и металл уран, атом кислорода и газ кислород).