Pierre Curie (15. toukokuuta 1859 – 19. huhtikuuta 1906) oli ranskalainen fyysikko ja edelläkävijä kristallografiassa, magnetismissa, pietsosähköisyydessä ja radioaktiivisuudessa.
Menestystarina
Ennen kuin hän liittyi vaimonsa Marie Skłodowska-Curien tutkimukseen, Pierre Curie oli jo laaj alti tunnettu ja arvostettu fysiikan maailmassa. Yhdessä veljensä Jacquesin kanssa hän löysi pietsosähköisyyden ilmiön, jossa kide voi polarisoitua sähköisesti, ja keksi kvartsitasapainon. Hänen työnsä kiteiden symmetriasta ja löydöksensä magnetismin ja lämpötilan välisestä suhteesta saivat myös hyväksynnän tiedeyhteisössä. Hän jakoi 1903 fysiikan Nobelin Henri Becquerelin ja vaimonsa Marie Curien kanssa.
Pierre ja hänen vaimonsa näyttelivät avainroolia radiumin ja poloniumin, aineiden, joilla on ollut merkittävä vaikutus ihmiskuntaan käytännön ja ydinominaisuuksiensa, löytämisessä. Heidän avioliittonsa perusti tieteellisen dynastian: kuuluisien fyysikkojen lapsista ja lastenlapsista tuli myös kuuluisia tiedemiehiä.
Marie ja Pierre Curie: elämäkerta
Pierre syntyi Pariisissa, Ranskassa, valmistajan tyttären Sophie-Claire Depuyn ja vapaa-ajattelun lääkärin tohtori Eugene Curien pojaksi. Hänen isänsä tuki perhettänöyrä lääketieteellinen käytäntö ja samalla tyydyttää rakkauttaan luonnontieteitä kohtaan. Eugène Curie oli idealisti ja kiihkeä republikaani, ja hän perusti sairaalan haavoittuneita varten vuoden 1871 kommuunin aikana.
Pierre sai yliopistoa edeltävän koulutuksensa kotona. Opetti ensin hänen äitinsä ja sitten isänsä ja vanhempi veli Jacques. Hän piti erityisesti retkistä maaseudulle, jossa Pierre saattoi tarkkailla ja tutkia kasveja ja eläimiä ja kehittää elinikäistä rakkautta luontoon, mikä oli hänen ainoa virkistys- ja virkistyspaikka myöhemmän tieteellisen uransa aikana. 14-vuotiaana hän osoitti vahvaa soveltuvuutta eksakteihin tieteisiin ja aloitti opinnot matematiikan professorin johdolla, joka auttoi häntä kehittämään lahjaansa tällä tieteenalalla, erityisesti tilaesittelyssä.
Poikana Curie tarkkaili isänsä kokeita ja kehitti kokeellisen tutkimuksen maun.
Farmakologeista fysiikkaan
Pierren fysiikan ja matematiikan tietämys toi hänelle kandidaatin tutkinnon vuonna 1875 16-vuotiaana.
Hän sai 18-vuotiaana vastaavan tutkintotodistuksen Sorbonnessa, joka tunnetaan myös nimellä Pariisin yliopisto, mutta ei heti ryhtynyt tohtoriohjelmaan varojen puutteen vuoksi. Sen sijaan hän toimi laboratorioassistenttina alma materissaan, jolloin hänestä tuli vuonna 1878 Paul Desenin assistentti, joka vastasi fysiikan opiskelijoiden laboratoriotyöstä. Hänen veljensä Jacques työskenteli tuolloin Sorbonnen mineralogian laboratoriossa, ja he aloittivat tuloksellisen viiden vuoden tieteellisen yhteistyön.
Onnistunut avioliitto
Vuonna 1894 Pierre tapasi tulevan vaimonsa Maria Skłodowskan, joka opiskeli fysiikkaa ja matematiikkaa Sorbonnessa, ja meni naimisiin hänen kanssaan 25. heinäkuuta 1895 yksinkertaisessa siviilivihkimiseremoniassa. Maria käytti häälahjaksi saamillaan rahoilla kaksi polkupyörää, joilla tuoreen avioparit tekivät häämatkansa Ranskan takamailla ja jotka olivat heidän pääasiallinen virkistysväline useiden vuosien ajan. Heidän tyttärensä syntyi vuonna 1897, ja Pierren äiti kuoli muutamaa päivää myöhemmin. Tohtori Curie muutti asumaan nuoren parin luo ja auttoi hoitamaan tyttärentytärtään Irene Curietä.
Pierre ja Maria omistautuivat tieteelliselle työlle. Yhdessä he eristivät poloniumin ja radiumin, aloittivat radioaktiivisuuden tutkimuksen ja käyttivät termiä ensimmäisinä. Kirjoituksissaan, mukaan lukien Marian kuuluisa tohtorityö, he käyttivät Pierren ja hänen veljensä Jacquesin rakentaman pietsosähköisen sähkömittarin tietoja.
Pierre Curie: tiedemiehen elämäkerta
Vuonna 1880 hän ja hänen vanhempi veljensä Jacques osoittivat, että kun kide puristuu, syntyy sähköpotentiaali, pietsosähkö. Pian sen jälkeen (vuonna 1881) osoitettiin päinvastainen vaikutus: kiteet voivat muuttaa muotoaan sähkökentän vaikutuksesta. Lähes kaikki digitaaliset elektroniikkapiirit käyttävät tätä ilmiötä kideoskillaattorien muodossa.
Ennen kuuluisaa väitöskirjaansa magnetismista magneettisten kertoimien mittaamiseksi ranskafyysikko kehitti ja viimeisteli erittäin herkän vääntötasapainon. Tämän alan myöhemmät tutkijat käyttivät niiden muunnelmia.
Pierre opiskeli ferromagnetismia, paramagnetismia ja diamagnetismia. Hän löysi ja kuvasi aineiden magnetisoitumiskyvyn riippuvuuden lämpötilasta, joka tunnetaan nykyään Curien laina. Tämän lain vakiota kutsutaan Curie-vakioksi. Pierre havaitsi myös, että ferromagneettisilla aineilla on kriittinen siirtymälämpötila, jonka yläpuolella ne menettävät ferromagneettisia ominaisuuksiaan. Tätä ilmiötä kutsutaan Curie-pisteeksi.
Pierre Curien muotoilema periaate, symmetriaoppi, on, että fyysinen vaikutus ei voi aiheuttaa epäsymmetriaa, joka puuttuu sen syystä. Esimerkiksi satunnaisella hiekkaseoksella painottomuudessa ei ole epäsymmetriaa (hiekka on isotrooppista). Painovoiman vaikutuksesta syntyy epäsymmetria kentän suunnasta johtuen. Hiekanjyvät "lajillaan" tiheyden mukaan, joka kasvaa syvyyden myötä. Mutta tämä uusi hiekkahiukkasten suuntaus heijastaa itse asiassa erotuksen aiheuttaneen gravitaatiokentän epäsymmetriaa.
Radioaktiivisuus
Pierren ja Marien työ radioaktiivisuudesta perustui Roentgenin ja Henri Becquerelin tuloksiin. Vuonna 1898 he löysivät huolellisen tutkimuksen jälkeen poloniumin ja muutamaa kuukautta myöhemmin radiumia, jotka eristivät 1 g tätä kemiallista alkuainetta uraniniitista. Lisäksi he havaitsivat, että beetasäteet ovat negatiivisesti varautuneita hiukkasia.
Pierren ja Maryn löytöCuriet vaati paljon työtä. Rahat eivät riittäneet, ja säästääkseen kuljetuskustannuksissa ajettiin polkupyörällä töihin. Opettajan palkka oli todellakin minimaalinen, mutta tiedepariskunta jatkoi aikansa ja rahansa omistamista tutkimukseen.
Poloniumin löytö
Heidän menestyksensä salaisuus piilee Curien uudessa kemiallisen analyysin menetelmässä, joka perustuu säteilyn tarkkaan mittaukseen. Jokainen aine asetettiin yhdelle kondensaattorilevyistä ja ilmanjohtavuus mitattiin käyttämällä elektrometriä ja pietsosähköistä kvartsia. Tämä arvo oli verrannollinen aktiivisen aineen, kuten uraanin tai toriumin, pitoisuuteen.
Pariskunta testasi suuren määrän yhdisteitä, joissa oli lähes kaikkia tunnettuja alkuaineita ja havaitsi, että vain uraani ja torium ovat radioaktiivisia. He päättivät kuitenkin mitata säteilyä malmeista, joista uraania ja toriumia uutetaan, kuten kalkoliitti ja uraniniitti. Malmin aktiivisuus oli 2,5 kertaa suurempi kuin uraanin. Käsiteltyään jäännöstä hapolla ja vetysulfidilla he havaitsivat, että vaikuttava aine seuraa vismuttia kaikissa reaktioissa. He saavuttivat kuitenkin osittaisen erotuksen toteamalla, että vismuttisulfidi oli vähemmän haihtuva kuin uuden alkuaineen sulfidi, jonka he nimesivät poloniumiksi Marie Curien kotimaan Puolan mukaan.
Radium, säteily ja Nobel-palkinto
26. joulukuuta 1898 Curie ja J. Bemont, "Kunnallisen teollisen fysiikan ja kemian koulun" tutkimuspäällikkö, ilmoittivat Tiedeakatemialle antamassaan raportissa löytäneensä uudenelementtiä he kutsuivat radiumiksi.
Ranskalainen fyysikko yhdessä yhden oppilaansa kanssa löysi ensin atomin energian löytämällä jatkuvan lämmön säteilyn vasta löydetyn alkuaineen hiukkasista. Hän tutki myös radioaktiivisten aineiden säteilyä, ja magneettikenttien avulla hän pystyi määrittämään, että jotkut säteilevät hiukkaset olivat varautuneita positiivisesti, toiset negatiivisesti ja toiset neutraaleja. Näin alfa-, beeta- ja gammasäteily löydettiin.
Curie jakoi vuoden 1903 fysiikan Nobelin vaimonsa ja Henri Becquerelin kanssa. Se myönnettiin tunnustuksena heidän poikkeuksellisesta palvelustaan, jota he tekivät tutkiessaan professori Becquerelin löytämiä säteilyilmiöitä.
Viime vuodet
Pierre Curie, jonka löydöt eivät aluksi saaneet laajaa tunnustusta Ranskassa, mikä ei antanut hänelle mahdollisuutta ryhtyä Sorbonnen fysikaalisen kemian ja mineralogian johdolle, lähti Geneveen. Siirto muutti asioita, mikä selittyy hänen vasemmistolaisilla näkemyksillä ja erimielisyyksillä Kolmannen tasavallan tiedepolitiikasta. Kun hänen ehdokkuutensa hylättiin vuonna 1902, hänet hyväksyttiin Akatemiaan vuonna 1905.
Nobel-palkinnon arvostuksen vuoksi Ranskan parlamentti perusti vuonna 1904 Curielle uuden professuurin Sorbonnessa. Pierre sanoi, että hän ei pysy fysiikan koulussa ennen kuin siellä on täysin rahoitettu laboratorio ja tarvittava määrä assistentteja. Hänen vaatimuksensa täyttyivät ja Maria otti hänen laboratorionsa.
Vuoden 1906 alussa Pierre Curie oli valmis, vihdoin ensimmäistä kertaaaloittaa työnsä asianmukaisissa olosuhteissa, vaikka hän oli sairas ja erittäin väsynyt.
19. huhtikuuta 1906 Pariisissa lounastauon aikana, kävellessään tapaamisesta kollegoiden kanssa Sorbonnessa, ylittäessään sateen liukkaan Rue Dauphinen, Curie liukastui hevoskärryjen eteen. Tiedemies kuoli onnettomuudessa. Hänen ennenaikainen kuolemansa, vaikkakin traaginen, auttoi häntä kuitenkin välttämään Pierre Curien löytämän kuoleman - säteily altistuksen, joka myöhemmin tappoi hänen vaimonsa. Pariskunta on haudattu Pariisin Pantheonin kryptaan.
Tutkijan perintö
Radiumin radioaktiivisuus tekee siitä erittäin vaarallisen kemiallisen alkuaineen. Tiedemiehet ymmärsivät tämän vasta sen jälkeen, kun tämän aineen käyttö kellojen, paneelien, kellojen ja muiden instrumenttien valaisemiseen 1900-luvun alussa alkoi vaikuttaa laboratoriotyöntekijöiden ja kuluttajien terveyteen. Radiumkloridia käytetään kuitenkin lääketieteessä syövän hoitoon.
Polonium on saanut useita käytännön sovelluksia teollisuus- ja ydinlaitoksissa. Sen tiedetään myös olevan erittäin myrkyllinen ja sitä voidaan käyttää myrkkynä. Ehkä tärkeintä on sen käyttö ydinaseiden neutronilukeena.
Pierre Curien kunniaksi radiologian kongressissa vuonna 1910, fyysikon kuoleman jälkeen, radioaktiivisuuden yksikkö nimettiin vastaavaksi 3,7 x 1010 hajoamista sekunnissa tai 37 gigabecquerels.
Tieteellinen dynastia
Fyysikkojen lapsista ja lastenlapsista tuli myös suuria tiedemiehiä. Heidän tyttärensä Irene meni naimisiin Frédéric Joliotin kanssa ja vuonna 1935he saivat yhdessä kemian Nobelin. Nuorin tytär Eva, syntynyt vuonna 1904, meni naimisiin amerikkalaisen diplomaatin ja YK:n lastenrahaston johtajan kanssa. Hän on kirjoittanut Madame Curien (1938), elämäkerran hänen äitistään, käännetty useille kielille.
Tyttärentytär - Helene Langevin-Joliot - tuli ydinfysiikan professoriksi Pariisin yliopistossa ja pojanpoika Pierre Joliot-Curie, joka on nimetty isoisänsä - kuuluisan biokemistin - mukaan.
