На рубеже веков — точнее, в конце декабря 1898 г. — мир узнал об открытии новых химических элементов, способных распадаться с мощным выбросом энергии. Это были радий и полоний, а нашли их супруги Мария и Пьер Кюри.
Началось все за два года до того с подготовки диссертации. Выбирая тему, Мария наткнулась на информацию об эксперименте французского физика Антуана Анри Беккереля, который покрыл солью урана (сульфатом уранила калия) стеклянную светочувствительную пластинку, обернутую черной плотной бумагой, и положил материал на солнце. Через пару часов ученый развернул пластинку и увидел, что она засвечена. Это натолкнуло Беккереля на мысль, что солнечные лучи возбуждают в урановой соли рентгеновское излучение, однако последующие опыты показали: вещество воздействует на пластинку и без света. Так была открыта естественная радиация, не нуждающаяся во внешних возбудителях, — лучи Беккереля.
Одним из свойств этих лучей было выбивание свободных электронов из атомов воздуха, вследствие чего атомы превращались в положительно заряженные ионы, а электроны создавали электрическое поле. При увеличении числа отрицательных частиц напряжение между полем атмосферы и Земли росло, и в воздухе возникал электрический ток. Марии стало интересно, каков уровень атмосферной электропроводности, возникающей под влиянием лучей Беккереля, и в измерениях ей помог пьезокварц — прибор на основе кристалла, разработанный Пьером и его братом Жаком. Благодаря полученным результатам ученая определила мощность самого излучения и сделала вывод: уран испускает лучи сам по себе, независимо от сторонних воздействий. После этого Кюри захотелось найти еще какие-нибудь элементы с излучательной способностью (которую она назвала «радиоактивностью»), и нечто подобное обнаружилось у тория.
Продолжая исследования, Мария заметила, что минералы настуран и хальколит, содержащие уран, вчетверо радиоактивнее, нежели чистый уран. Ученая провела химический анализ этих соединений и, не выявив там тория, решила, что в минералах есть еще какой-то неизвестный элемент с очень сильной радиоактивностью.
Заинтересованный открытиями жены, Пьер «на время» оторвался от изучения кристаллов и подключился к ее работе. Отслаивая минералы в воде, супруги выделили несколько химически однородных частей, каждую из них проверили на способность испускать радиоактивные лучи и нашли два вещества с невероятно высоким уровнем излучения. Наверняка эти соединения содержат некий металл, похожий на висмут, предположили Кюри и сразу же придумали для него название — полоний, в честь Польши, где родилась Мария.