На уровне самого атома, даже с прибавлением одного мячика меняются свойства всего химического элемента. Например, довольно небольшой кислород при взаимодействии может заставлять вещества, состоящие из других атомов гореть. А атомы с большой массой, как удалось установить благодаря исследованиям Марии и Пьера Кюри, выделяют радиоактивные лучи. Наука, которая изучает свойства химических элементов, и называется химия. А физика изучает структуру и свойства вещества, состоящего из этих элементов и их соединений. Хотя в последнее время с углублением исследований, эти две науки тесно переплелись друг с другом.
Так вот, придя к выводу, что загадочные лучи испускает сам атом урана, Мари задается вопросом — а один ли этот элемент имеет такое свойство? Может, есть и другие? Может, излучение от остальных окажется куда сильнее? Последовательное изучение других химических элементов приносит свои плоды, излучение обнаруживается и в тории. Мадам Кюри называет торий и уран «радиоэлементами», а их необычное свойство — «радиоактивностью».
На достигнутом Мари не останавливается, она берется изучать соединения разных элементов во всевозможных формах, например, в минералах. Те, в составе которых есть торий и уран, радиоактивны. Но, погодите, почему излучение в некоторых образцах куда сильнее, чем должно быть, исходя из расчетов, основанных на содержании в них радиоэлементов? Первая версия мадам Кюри — ошибка опыта. Чтобы проверить себя, она ставит его снова. И снова получает тот же результат. А потом еще раз, и еще, и еще. Остается единственное логичное объяснение — в исследуемых минералах содержится еще какой-то радиоэлемент, химический элемент до сих пор не известный науке. То есть, Мари стоит на пороге открытия!
Теперь новая непростая задача — выделить этот загадочный элемент. Но как? Помочь жене решить эту грандиозную загадку решает Пьер. В мае 1898 года он бросает свои исследования и присоединяется к работе Мари. Теперь они партнеры не только в жизни, но и в науке, у них не только общая дочь, но и общее исследование. Даже в своих научных работах они всюду пишут о себе, как о едином целом: «мы обнаружили», «мы пришли к выводу», «мы наблюдали», потому что не хотят делить проделанную работу — их вклад в науку должен рассматриваться как равноценный.
Супруги Кюри приходят к выводу, что выделять загадочный и очень активный элемент надо из урановой смолки. Именно этот минерал лучше всего показывает характер искомого элемента, ведь его радиоактивность в четыре раза больше, чем у чистого оксида урана, в котором ранее зафиксировали излучение. В общем, новый элемент точно таится здесь, вот только его присутствие настолько мало, что чувствительности существовавших в то время химических анализов не хватает для его обнаружения.
Шаг за шагом разбирают супруги урановую смолку на отдельные компоненты и измеряют их радиоактивность. Путем последовательного отбора устанавливают именно те, в которых она указывает на присутствие нового элемента, и дальше работают уже с ними. И тут оказывается, что радиоактивность сосредоточивается не в одном компоненте, а в двух. То есть, и элементов тоже два! В июле 1898 года супруги Кюри объявляют миру, что обнаружили вещество и дали ему название «полоний» — в честь родины Мари Польши (на латыни она называется Polonia). Новость об этом появляется и в польской прессе, причем не только в научной. Второй, все еще неуловимый, но абсолютно точно существующий элемент решено назвать радием, то есть «излучающим».
Наградить себя за успех Кюри решают отпуском. Мари готовит из летних ягод варенье по рецепту, который привезла из Польши, а затем вместе с Пьером и дочкой едет в деревню, чтобы кататься на велосипедах и купаться в реках, гулять по лесам и обсуждать исследования, которые они продолжат уже осенью. Это будут работы по выделению чистых радия и полония, ведь настоящий ученый никогда не скажет, что согласен с открытием, пока своими глазами не увидит и своими руками не потрогает его плоды.
На отдыхе они получают новость — Броня и Казимеж Длусские уезжают из Парижа. Супруги-врачи намерены вернуться в Польшу и открыть там санаторий для больных туберкулезом, ведь именно от этой болезни умерла мама сестер, значит, ее надо победить с помощью науки. Они уже присмотрели себе для строительства участок земли на курорте Закопане в Карпатах и готовы приступать к работе. Лучшая подруга Мари, ее старшая сестра теперь будет так далеко от нее.
Осенью меняются и условия работы ученых. Для выделения искомых элементов они закупили на свои собственные средства в Австрии у предприятия Иоахимсталь тонну отходов, образовавшихся после добычи урановой смолки — ее использовали для производства стекла. Эти отходы дешевые, в отличие от только что добытой горной породы, и в них наверняка есть те самые элементы, пусть и в крошечных количествах. Но всю эту огромную массу надо где-то хранить и перерабатывать. Решением становится старый сарай во дворе все той же Школы физики и химии. Его крыша протекает, под ногами не пол, а слой асфальта, зимой здесь сыро и холодно, а летом из-за стеклянной крыши жарко, как в печке. Из обстановки в сарае только несколько старых столов, видавшая виды классная доска для записей и старая железная печь. Тем не менее, нужное оборудование и материалы здесь поместятся. Вдобавок, вряд ли кто-то другой решится претендовать на эту развалюху, а значит ученым обеспечен покой. Супруги Кюри принимают из рук руководства школы ключи от сарая и переносят сюда свою лабораторию.