«Απολαμβάναμε να μπαίνουμε στο εργαστήριο τη νύχτα... Τα δοχεία λαμπύριζαν, έμοιαζαν με νεραϊδένια φώτα».
Το 1902, μετά από 45 μήνες εργασίας, η οποία έμοιαζε με την εργασία αλχημιστή και αφού είχε επεξεργασθεί πάνω από έναν τόνο αποβλήτων, η Μαρί είχε επιτέλους στην κατοχή της ένα δέκατο του γραμμαρίου καθαρό άλας ραδίου. Αυτή ήταν η πρώτη ποσότητα που υπήρξε στον κόσμο από αυτήν την ουσία. Μια ουσία της οποίας η αξία σύντομα θα ήταν πολύ μεγαλύτερη από αυτήν του χρυσού. Το 1903 το ζεύγος Κιουρί μοιράζεται με τον Ανρί Μπεκερέλ το βραβείο Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψη της ραδιενέργειας. Η γέννηση των δύο κοριτσιών της, της Ιρέν και της Εύα, δεν επηρέασε τους εντατικούς ρυθμούς της επιστημονικής της εργασίας. Ο ξαφνικός θάνατος του Πιέρ Κιουρί το 1906 υπήρξε ένα βαρύ χτύπημα για εκείνη. Από εκείνο το σημείο και μετά αφιέρωσε όλη της την ενέργεια, ώστε να ολοκληρώσει μόνη της το επιστημονικό έργο που αρχικά είχε αναλάβει μαζί με τον Πιέρ. Μιλούσε πάντα από λίγο έως καθόλου η Κιουρί. Ντροπαλή και συνεσταλμένη, απέφευγε τις κοσμικότητες και ήταν μάλλον μοναχική και αντικοινωνική. Τα δυο ταξίδια της στην Αμερική την έκαναν γνωστή σε όλο τον κόσμο, όλοι μιλούσαν πλέον γι' αυτήν. Εγινε το σύμβολο για τις γυναίκες στην επιστήμη.
Στη διάρκεια του Α' Παγκοσμίου Πολέμου και καθώς δεν μπορούσε να συνεχίσει την έρευνά της καθώς το εργαστήριό της ήταν κλειστό, η Κιουρί με τη βοήθεια της κόρης της Ιρέν αφιερώθηκε στην ανάπτυξη της χρήσης της ακτινογραφίας. Τότε ήταν που έδωσε το μεγαλύτερο μέρος της περιουσίας της, που προερχόταν κυρίως από το βραβείο Νόμπελ, σε δωρεές για τους σκοπούς του πολέμου. Οργάνωσε ακτινολογική υπηρεσία για το μέτωπο και τοποθέτησε ακτινολογικά μηχανήματα, φιλμ και αντιδραστήρια σε 20 οχήματα, τα οποία ήταν εξοπλισμένα με «δυναμό» ώστε να παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα. Στον στρατό τα οχήματα αυτά τα αποκαλούσαν «Μικρές Κιουρί». Εκεί έβαλε μέσα σε οχήματα συσκευές ακτίνων Χ, εκεί έγιναν και οι πρώτες μαζικές ακτινογραφίες που εντόπιζαν τις σφαίρες ή τα σπασμένα κόκαλα, εκεί μέσα στις μικρές Κιουρί που έσωσαν κόσμο. «Τίποτα στη ζωή - έλεγε - δεν είναι για να φοβόμαστε, είναι μόνο για να κατανοούμε. Τώρα είναι η ώρα για να καταλάβουμε περισσότερα, έτσι ώστε να φοβόμαστε λιγότερο». Η Κιουρί είχε καταλήξει πως η φυσική τάξη των πραγμάτων έχει μια απίστευτη συνοχή. «Διδάχτηκα, έλεγε, ότι ο δρόμος της προόδου δεν είναι ούτε γρήγορος ούτε εύκολος. Δεν αντιλαμβανόμαστε τι έχει γίνει. Μπορούμε να δούμε μονάχα τι απομένει για να γίνει, δεδομένης και της τεράστιας γνώσης που πρέπει να ανακαλυφθεί» και συμπλήρωνε: «Η ζωή δεν είναι εύκολη για κανέναν από μας. Αλλά τι μ' αυτό; Πρέπει να έχουμε εμπιστοσύνη στον εαυτό μας. Αυτό κάναμε κι εμείς με τον Πιέρ». Να επισημάνω πως αυτό το θρυλικό επιστημονικό ζευγάρι, αν είχε κατοχυρώσει την ανακάλυψή τους, θα ήταν δισεκατομμυριούχοι, μόνο που κάτι τέτοιο δεν ταίριαζε με την κοσμοθεωρία τους. Μέχρι σήμερα όποιος θέλει να δει τις σημειώσεις τους στην Εθνική Βιβλιοθήκη του Παρισιού, πρέπει να υπογράψει υπεύθυνη δήλωση, επειδή τα κείμενά τους (όπως και τα ρούχα τους και τα οστά τους) εκπέμπουν ακόμη ραδιενέργεια (και θα εκπέμπουν για 1.500 χρόνια), γι' αυτό και φυλάσσονται σε προθήκες από μόλυβδο! Η Εύα Κιουρί, βιογράφος της μητέρας της, είχε πει: «Η μητέρα μου ήταν 37 ετών όταν γεννήθηκα. Οταν μεγάλωσα αρκετά ώστε να μπορώ να λέω ότι τη γνωρίζω, ήταν μια ηλικιωμένη γυναίκα, η οποία βρισκόταν στο απόγειο της διασημότητάς της. Και όμως αυτή η "διάσημη επιστήμονας" μου ήταν εντελώς ξένη, ίσως επειδή η ιδέα ότι ήταν "διάσημη επιστήμονας" δεν απασχολούσε καθόλου τη Μαρία Κιουρί. Αντιθέτως έχω την αίσθηση ότι πάντα ζούσα δίπλα στη φτωχή φοιτήτρια, την οποία βασάνιζαν εφιάλτες και ήταν η Μαρία Σκλοντόφσκα, πολύ πριν έρθω εγώ στον κόσμο».
Η μαμά της Εύα, της Ιρέν, αλλά και της ραδιενέργειας, πέθανε στις 4 Ιουλίου 1934, από απλαστική αναιμία στο σανατόριο του Σανσελμόζ, στην ανατολική Γαλλία. Η ασθένειά της σίγουρα οφειλόταν στην έκθεση του οργανισμού της στη ραδιενέργεια. Την εποχή εκείνη, οι επιβλαβείς συνέπειες της έκθεσης στην ακτινοβολία ήταν άγνωστες, με αποτέλεσμα η εργασία στο εργαστήριο να εκτελείται χωρίς προστατευτικά μέτρα. Η Κιουρί μετέφερε δοκιμαστικούς σωλήνες οι οποίοι περιείχαν ραδιενεργά ισότοπα στην τσέπη της και τους αποθήκευε σε ένα συρτάρι του γραφείου της, σχολιάζοντας μάλιστα το ωραίο μπλε - πράσινο φως το οποίο ανέδιδαν οι ουσίες αυτές στο σκοτάδι. «Η σκόνη, - έλεγε - ο αέρας του εργαστηρίου, τα ρούχα μας, όλα γίνονται ραδιενεργά». Να προσθέσω πως και κάποια μέλη της οικογένειάς της, αλλά και συνεργάτες της ασθένησαν βαριά ή έχασαν τη ζωή τους από την ραδιενεργό ακτινοβολία. Ο σύζυγός της είχε σοβαρά σωματικά εγκαύματα και περπατούσε με δυσκολία. Και η ίδια, όμως, έχανε σιγά σιγά την όραση και την ακοή της, ώσπου δεν άντεξε. Εξήντα χρόνια μετά από την ταφή της, το 1995, προς τιμήν των επιτευγμάτων της, τα οστά του ζεύγους Κιουρί μεταφέρθηκαν στο Πάνθεον του Παρισιού. Ηταν η πρώτη γυναίκα που της αποδόθηκε αυτή η τιμή. Της άρεσε να υπενθυμίζει πως είναι από εκείνους που σκέφτονται σαν τον Νόμπελ, ότι δηλαδή «στην ανθρωπότητα θα κάνουν περισσότερο καλό, παρά κακό οι νέες ανακαλύψεις κι ότι η επιστήμη τελικά έχει μεγάλη ομορφιά». Και σ' αυτήν την ομορφιά εκείνη τα αφιέρωσε όλα, ακόμη και τον εαυτό της. Μοιάζει τραγικά ειρωνικό ότι αυτό το στοιχείο που έδωσε ελπίδα στους ασθενείς με καρκίνο, υπήρξε η αιτία θανάτου αυτής που το ανακάλυψε. Κρατάω μια φράση της για το τέλος: «Η καλύτερη ζωή δεν είναι η μεγαλύτερη, αλλά η πλουσιότερη σε καλές πράξεις».
Τα τρία κουάρκ είναι απλώς οι «σημαδούρες» που φαίνονται καθώς επιπλέουν πάνω στη θάλασσα των κουάρκ και αντικουάρκ (τα αντίστοιχα σωματίδια αντιύλης), αλλά και των συγκολλητικών σωματιδίων που τα συγκρατούν και ονομάζονται γκλουόνια. Ο συνολικός αριθμός κουάρκ και γκλουονίων μέσα στο πρωτόνιο αλλάζει διαρκώς. Ζεύγη κουάρκ και αντικουάρκ εμφανίζονται και εξαφανίζονται συνεχώς, ενώ τα γκλουόνια διασπώνται και πολλαπλασιάζονται, ιδίως όταν το πρωτόνιο αποκτήσει αυξημένη ταχύτητα. Επικρατεί ένα φαινομενικό χάος. Η ισχυρή δύναμη - η πιο ισχυρή από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις στη φύση - συγκρατεί αυτό το άτακτο περιεχόμενο στο εσωτερικό των πρωτονίων και των νετρονίων. Οταν, όμως, δύο μεγάλοι ατομικοί πυρήνες (όπως οι πυρήνες ατόμων χρυσού) συγκρουστούν μεταξύ τους κινούμενοι με ταχύτητα σχεδόν ίση με αυτή του φωτός, η σύγκρουση προκαλεί θερμοκρασίες και πιέσεις ικανές να δημιουργήσουν για πολύ μικρό χρονικό διάστημα σταγονίδια πλάσματος κουάρκ - γκλουονίων, μέχρι αυτά τα σταγονίδια να αποσυντεθούν.
Η έρευνα για το πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων είναι ένα παράθυρο εκεί που επιδρά η ισχυρή δύναμη (αλληλεπίδραση), η λιγότερο κατανοημένη από όλες τις δυνάμεις της φύσης (οι άλλες τρεις είναι η βαρυτική, η ηλεκτρομαγνητική και η ασθενής). Η ισχυρή δύναμη περιγράφεται από τη θεωρία της κβαντικής χρωμοδυναμικής, η οποία είναι όμως τόσο σύνθετη, που οι επιστήμονες σχεδόν ποτέ δεν μπορούν να υπολογίσουν απευθείας κάτι με αυτή. Το καλύτερο που μπορούν να κάνουν είναι να χρησιμοποιήσουν προσομοιώσεις σε υπερυπολογιστές, για να πάρουν προσεγγιστικές απαντήσεις.
Τον ερχόμενο μήνα, οι επιστήμονες του εργαστηρίου Μπρούκχεϊβεν, στις ΗΠΑ, θα θέσουν σε λειτουργία το πιο πρόσφατο πείραμα που σχεδίασαν για τη μελέτη του πλάσματος κουάρκ - γκλουονίων. Η συσκευή, που ονομάζεται sPHENIX, είναι ένας από τους δύο ανιχνευτές του Σχετικιστικού Επιταχυντή Βαρέων Ιόντων (RHIC), ενός από τους μεγαλύτερους επιταχυντές σωματιδίων στον κόσμο. Ο άλλος ανιχνευτής είναι ο STAR, που θα ξαναλειτουργήσει μετά από μεγάλες αναβαθμίσεις που του έγιναν. Στην Ευρώπη, στις εγκαταστάσεις του CERN κοντά στη Γενεύη, ο μεγαλύτερος στον κόσμο επιταχυντής, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC), άρχισε πρόσφατα μια νέα σειρά πειραμάτων, με αναβαθμισμένους ανιχνευτές και την ικανότητα να μπορεί να συντρίψει περισσότερα άτομα μεταξύ τους ταυτόχρονα. Αυτά τα δύο εργαλεία μπορούν να μας φέρουν πιο κοντά στην αποκάλυψη των μυστικών των πιο μικροσκοπικών συστατικών στοιχείων της ύλης.
Ομως, το υλικό αυτό δεν ήταν έτσι όπως το είχαν φανταστεί οι επιστήμονες. Αντίθετα με ένα εκτεινόμενο αέριο, το πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων έμοιαζε περισσότερο με υγρό και μάλιστα με ένα σχεδόν τέλειο υγρό, χωρίς καθόλου ιξώδες (τριβή μεταξύ των συστατικών του). Στα αέρια, τα σωματίδια ενεργούν ανεξάρτητα, ενώ στα υγρά ενεργούν συγκροτημένα. Οσο πιο ισχυρές είναι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων, τόσο πιο τέλειο είναι το υγρό. Οι παρατηρήσεις στο RHIC έδειξαν ότι το πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων εμφάνιζε μικρότερη αντίσταση στη ροή από οποιαδήποτε γνωστή ουσία.
Το 2010 οι ερευνητές του RHIC ανακοίνωσαν την πρώτη μέτρηση της θερμοκρασίας του πλάσματος κουάρκ - γκλουονίων. Ηταν τέσσερα τρισεκατομμύρια βαθμοί Κελσίου, πολύ πιο πάνω απ' οτιδήποτε είχε δημιουργήσει ο άνθρωπος και περίπου 250.000 φορές πιο θερμό από τον πυρήνα του Ηλιου! Κι ενώ συνήθως όσο αυξάνεται η θερμοκρασία ενός υγρού τόσο λιγότερο τέλειο γίνεται, με το πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων συνέβαινε το αντίθετο. Οι επιστήμονες θεωρούν ότι πίσω από αυτήν τη συμπεριφορά κρύβεται η ισχυρή δύναμη. Οταν τα σωματίδια γίνουν αρκετά θερμά ώστε να δραπετεύσουν από τα πρωτόνια και τα νετρόνια, η ισχυρή δύναμη λειτουργεί σε ολόκληρο το πλάσμα, κάνοντας το σύνολο των σωματιδίων να αλληλεπιδρούν ισχυρά το ένα με το άλλο.
Οι απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις θα βοηθήσουν στην κατανόηση της ισχυρής δύναμης. Η κβαντική χρωμοδυναμική περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ κουάρκ και γκλουονίων δίνοντάς τους μια ιδιότητα που ονομάζεται χρωματικό φορτίο. Αυτό παρουσιάζει αναλογίες με το φορτίο της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, με τη διαφορά ότι αντί για δύο υπάρχουν τρία είδη χρωματικού φορτίου (κόκκινο, πράσινο και μπλε) και επίσης τρία είδη χρωματικού αντιφορτίου (για τα αντικουάρκ και αντιγκλουόνια). Στον ηλεκτρομαγνητισμό, το σωματίδιο που μεταφέρει την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, το φωτόνιο, είναι ηλεκτρικά ουδέτερο, κάτι που απλοποιεί κάπως τα πράγματα. Στην κβαντική χρωμοδυναμική, το γκλουόνιο, που είναι ο φορέας της δύναμης, έχει χρωματικό φορτίο και αλληλεπιδρά όχι μόνο με τα κουάρκ, αλλά και με τον εαυτό του. Ολα αυτά κάνουν την κβαντική χρωμοδυναμική ιδιαίτερα περίπλοκη. Ετσι, δεν έχει αποσαφηνιστεί η διαδικασία με την οποία τα γκλουόνια και τα κουάρκ παραμένουν εγκλωβισμένα μέσα στο πρωτόνιο.
Μετά από τις αναβαθμίσεις του LHC, οι επιστήμονες μπορούν να αναλύσουν 100 φορές περισσότερες συγκρούσεις απ' ό,τι πριν. Συγκριτικά με τα πειράματα του RHIC, στο CERN οι συγκρούσεις γίνονται σε υψηλότερες ενέργειες και παράγουν πιο θερμό, πιο πυκνό και πιο μακρόβιο πλάσμα κουάρκ - γκλουονίων. Ωστόσο τα πειράματα στο RHIC μπορούν να αποκαλύψουν διαφορετικές πλευρές του πλάσματος κουάρκ - γκλουονίων, δίνοντας συνδυαστικά μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα.