मेरी क्युरीने तिच्या पतीच्या मदतीने पोलोनियम आणि रेडियम ही दोन नवीन किरणोत्सारी मूलद्रव्ये शोधली, तरी ती शुद्ध स्वरूपात मिळवण्यात त्यांना अजून यश आले नव्हते. त्यांच्याजवळ ही मूलद्रव्ये अतिशय कमी प्रमाणात आणि तीही अनुक्रमे बिस्मथ आणि बेरियम या मूलद्रव्यांमधील भेसळीच्या रूपात होती. ती शुद्ध स्वरूपात मिळवणे हे गवताच्या गंजीत हरवलेली सुई शोधण्यासारखे होते. त्यातल्या त्यात बेरियमपासून रेडियम मिळवणे हे बिस्मथापासून पोलोनियम मिळवण्यापेक्षा सोपे होते म्हणून त्यांनी रेडियमवर लक्ष केंद्रित केले. यासाठी लागणारे पिचब्लेंड त्यांच्याजवळ अगदीच थोडे होते. या कामासाठी त्यांना कमीतकमी एक टन (१००० किलो) पिचब्लेंड आवश्यक होते. पण तेवढे खनिज खरेदी करण्यासाठी क्युरींकडे पैसे नव्हते. ते स्वतःचे पैसे खर्च करून संशोधन करत होते आणि फ्रेंच सरकारची त्यांना कुठलीही आर्थिक मदत नव्हती.

पिचब्लेंड खनिज जोकिमस्टाल (Joachimstal), या त्या काळात ऑस्ट्रियात (सध्याच्या जर्मनीत) असलेल्या भागातून येत असे. तिथे त्यातले फक्त युरेनियम काढून घेऊन बाकीचा भाग टाकून देत आणि नेमका हाच भाग रेडियम आणि पोलोनियम मिळवण्याच्या दृष्टीने उपयोगी होता. म्हणून क्युरींनी ऑस्ट्रियन ऍकेडमी ऑफ सायन्सेस आणि ऑस्ट्रियन सरकारकडे पिचब्लेंडचा युरेनियम काढल्यानंतरचा भाग आपल्याला संशोधनासाठी मिळावा असा अर्ज केला आणि ऑस्ट्रियन सरकारने उदारपणाने संपूर्ण एक टन (१००० किलो) युरेनियमविरहित पिचब्लेंड खनिज क्युरींना एक पैचाही मोबदला न घेता दिले.

चला, खनिज तर मिळाले! पण त्याच्यावर प्रक्रिया करायची तर प्रयोगशाळा उभारण्यासाठी जागा हवी. पिअर क्युरी जिथे अध्यापनाचे काम करी त्या स्कूल ऑफ इंडस्ट्रियल फिजिक्स अँड केमिस्ट्री या महाविद्यालयाच्या मोकळ्या जागेत एका बाजूला एक खोपटवजा जागा होती. महाविद्यालयाच्या संचालकांनी मोठ्या मनाने ती जागा क्युरींना वापरायला परवानगी दिली. त्या जागेत मेरीने दोन वर्षे अथक परिश्रम केले. एक टन पिचब्लेंडवर प्रक्रिया करायची तर रासायनिक कारखान्यात वापरली जाणारी यंत्रसामग्री असणे आवश्यक होते. पण मेरीकडे ती नव्हती. तिच्याकडे होती ती शाळा - कॉलेजच्या प्रयोगशाळेत वापरली जाणारी काचेची छोटी भांडी आणि तिचे दोन हात! दोन वर्षे तिने खनिज कुठल्या कुठल्या द्रवात विरघळवले, द्रावणाचे ऊर्ध्वपातन केले, त्यातून साके खाली बसले, त्यावरचे द्राव वेगळे केले, साके गाळून घेतले, परत कशाकशात विरघळवले, पुन्हा साका यावा म्हणून द्रावण तासनतास धातूच्या मोठ्या चमच्याने ढवळले. अश्या प्रकारचे कष्टाचे काम तिने न थकता, न कंटाळता चिकाटीने केले. पिअर क्युरीसुद्धा मोकळा वेळ मिळताच तिच्या मदतीला येत. रेडियमचा शोध लागण्याच्या आधी तिच्या आयरीन नावाच्या मुलीचा जन्म झाला होता, तीही तिथेच असे. आयरीनने आपले संपूर्ण आयुष्य या खोपटवजा प्रयोगशाळेत काढले. पुढे अनेक वर्षांनंतर, १९३४ मध्ये तिने कृत्रिम किरणोत्सारितेचा शोध लावून आईवडिलांचे क्युरी हे नाव पुन्हा उजळले.

क्युरींनी पिचब्लेंडमधून रेडियम अधिकाधिक शुद्ध रूपात मिळवायला सुरूवात केली. लवकरच त्यांना युरेनियमच्या पाच हजार पट किरणोत्सार असलेले द्रव्य मिळाले. द्रव्यामध्ये रेडियमचे प्रमाण जितके जास्त तितका त्याचा किरणोत्सर्ग युरेनियमपेक्षा जास्त. पुढे क्रमाक्रमाने युरेनियमपेक्षा दहा हजार, पन्नास हजार, एक लाख पटींनी जास्त किरणोत्सार असलेली द्रव्ये मिळवली. आणि शेवटी जेव्हा अगदी शुद्ध रूपात रेडियम मिळवले तेव्हा त्याचा किरणोत्सार युरेनियमच्या कित्येक दशलक्ष पटींनी जास्त असल्याचे लक्षात आले. एक टन (१००० किलो) पिचब्लेंडवर प्रक्रिया करून फक्त ३०० मिलिग्रॅम (एका ग्रॅमचा साधारण तिसरा हिस्सा), इतकेच शुद्ध रेडियम मिळाले.

रेडियममधून उत्सर्जित होणारी किरणे ही युरेनियममधून उत्सर्जित होणाऱ्या किरणांसारखीच असली तरी त्यांच्या तीव्रतेत जमीन अस्मानाचा फरक आहे. हा फरकच सगळे चित्र बदलून टाकणारा आहे. एकच उदाहरण घ्या. समजा तुमच्या डोक्यावर कुणी हलकेच आघात केला तर तुम्हाला थोपटल्यासारखे वाटेल पण हाच आघात दशलक्ष पटींनी जास्त तीव्रतेने केला तर तो तुम्हाला एखाद्या धिरड्यासारखे सपाट करून टाकेल. हा तीव्रतेमधल्या फरकाचा परिणाम.

रेडियमच्या अगदी छोट्या स्फटिकातूनही प्रचंड ऊर्जा बाहेर पडते. फोटोग्राफीची प्लेट काळ्या कागदात गुंडाळून त्यावर नक्षी असलेली धातूची चकती ठेवली आणि त्या चकतीवर परत एक कागद ठेवून त्यावर युरेनियमचे संयुग ठेवले तर थोड्या वेळाने फोटोग्राफी प्लेटवर नक्षीची प्रतिकृती उमटते. पण हे व्हायला वेळ लागतो. उलट रेडियम किरणे तीव्र असल्याने ही क्रिया क्षणार्धात होते. अंधारात चमकणारे पदार्थ (फॉस्फरस अंधारात चमकतो म्हणून अशा या पदार्थांना फॉस्फोरेसेंट पदार्थ म्हणतात) रेडियम किरणांमध्ये जास्तच चमकदार दिसतात. इतकेच नाहीतर जे पदार्थ अंधारात अजिबात चमकत नाहीत तेही रेडियमच्या किरणांमुळे चमकायला लागतात. क्युरींच्या असे लक्षात आले की त्यांच्या प्रयोगशाळेतील काचसामान, कागद, कपडे, रेडियमची किरणे पडलेली प्रत्येक गोष्ट अंधारात चमकते आहे. रेडियमचे स्फटिक अंधारात इतके चमकत की त्यांच्या प्रकाशात सहज वाचता येत असे. रेडियममधून साधारण प्रत्येक ग्रॅममागे १४० कॅलरी प्रति तास इतकी उष्णताही बाहेर पडते. पिअर क्युरीने हात कित्येक तास रेडियम किरणांसमोर धरल्याने त्याच्या हातावर भाजल्याच्या खुणा होत्या.

ज्यावेळी क्युरी दांपत्याने रेडियमचे गुणधर्म वर्णन करणारा संशोधन निबंध प्रसिद्ध केला त्यावेळी शास्त्रीय विश्वात खळबळ माजली. लोकांचा त्यावर विश्वास बसला नाही. खरोखर एखादे मूलद्रव्य इतक्या प्रचंड प्रमाणात उष्णता, प्रकाश आणि अदृश्य किरणे यांचा सातत्याने उत्सर्ग करणे कसे शक्य आहे? हे सर्व कुठून येते? कधीही न मोडला गेलेला ऊर्जेच्या अक्षय्यतेचा नियम (law of conservation of energy) पॅरिस स्कूल ऑफ फिजिक्समधल्या खोपटवजा प्रयोगशाळेत मोडला गेला की काय? हे सर्व विश्वास बसण्यापलीकडचे आणि मनुष्याने अनेक शतके मिळवलेल्या ज्ञानाच्या विरुद्ध होते.

तरीही क्युरींच्या प्रयोगशाळेमध्ये रेडियमचे छोटे स्फटिक ऊर्जेचा उत्सर्ग दिवसरात्र सतत करतच होते. आणि ही ऊर्जा कुठून येते हे कोणालाही कळत नव्हते. त्यामुळे शास्त्रीय विश्वाचा पाया हादरला. लगोलग जगातले अनेक शास्त्रज्ञ किरणोत्सारितेवर संशोधन करायला लागले. लंडन, न्यू यॉर्क, बर्लीन, सेंट पीटर्सबर्ग, माँट्रियल, व्हिएन्ना, सर्वत्र या पदार्थांचा अभ्यास ऊर्जेचा स्त्रोत शोधण्याच्या उद्देशाने सुरू झाला. आणि लवकरच धक्कादायक शोध लागले. रेडियम तीन प्रकारच्या किरणांचा उत्सर्ग करते. ही किरणे ग्रीक बाराखडीच्या पहिल्या तीन अक्षरांनी ओळखली जातात, - अल्फा, बीटा आणि गॅमा. गॅमा किरणे ही राँटजेनने शोधलेल्या किरणांसारखीच असतात. खरे तर ती आपल्याला डोळ्यांनी दिसणाऱ्या प्रकाशासारखीच असतात फक्त त्यांची तरंगलांबी (wavelength) वेगळी असते. बीटा किरणे ही ऋणभारित इलेक्ट्रॉन्सची बनलेली असतात. त्यांचे वस्तुमान नगण्य असते. मात्र अल्फा किरणे ही धनभारित कणांची बनलेली असतात. यांचे वस्तुमान साधारण हेलियमच्या अणूइतके (हायड्रोजनच्या चौपट) असते. दुसरे म्हणजे रेडियम ऊर्जेचा उत्सर्ग करत असतानाच स्वतःचा विनाश घडवून आणत असते. विनाश अतिशय मंद गतीने होतो, उदा. १६०० वर्षांमध्ये १०० ग्रॅम रेडियमचा विनाश होऊन त्यातले ५० ग्रॅमच शिल्लक राहते (किंवा १६०० वर्षांनी आज जितके आहे त्याच्या अर्धेच राहते, म्हणून १६०० वर्षे या कालावधीला रेडियमचे अर्ध-आयुष्य म्हणतात, half life). महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे मूलद्रव्य विनाश पावते आणि त्या प्रक्रियेमध्ये ऊर्जा बाहेर पडते.

अधिक संशोधनाअंती असे दिसून आले की रेडियमचे अंतिमतः रूपांतर हेलियम आणि शिसे या पदार्थांमध्ये होते. आता हेलियम आणि शिसे ही मूलद्रव्ये आणि रेडियम हेही मूलद्रव्यच. एका मूलद्रव्याचे रूपांतर दुसऱ्यात शक्य आहे तर! एके काळी मध्ययुगातल्या अडाणी अल्केमिस्ट लोकांच्याच लायकीचे समजले जाणारे भोळसट स्वप्नरंजन आता शास्त्रीय सत्य म्हणून सिद्ध झाले होते.

अनेक शास्त्रज्ञ आणि शिकलेले लोक यावर विश्वास ठेवायला तयार नव्हते. हे शोध खरे असतील तर अनेक शतके वैज्ञानिकांनी मिळवलेले ज्ञान चुकीचे ठरेल. पदार्थ हा अविनाशी असतो हा समज खोटा ठरून निदान काही पदार्थ विनाश पावणारे निघाले. ज्या पदार्थाचे एकापेक्षा अधिक घटक पदार्थात विघटन करता येत नाही ते मूलद्रव्य, ही व्याख्या चुकीची ठरून एकाच मूलद्रव्याचे दोन (किंवा अधिक) मूलद्रव्यात विघटन होऊ शकते हे सिद्ध झाले, जॉन डाल्टनने केलेली “मूलद्रव्याचा विभाजन न होऊ शकणारा सर्वात लहान कण म्हणजे अणू” ही व्याख्या चुकीची ठरून अणूचे विभाजन होते त्यातून विद्युत्भारित असे अल्फा, बीटा, आणि विद्युत्भार नसलेले गॅमा वगैरे कण किरणोत्साराच्या रूपाने निघतात आणि अंतिमतः मूलद्रव्याचे शिश्यासारख्या हलक्या मूलद्रव्यात रूपांतर होते. या सर्व गोष्टी शास्त्रज्ञांना चक्रावून टाकणाऱ्या होत्या.
अर्थातच प्रगतीशील शास्त्रज्ञ जुन्या, कालबाह्य समजांना चिकटून बसले नाहीत. त्यांनी मोडून पडलेल्या जुन्या सिद्धांतांच्या ढिगाऱ्यावर नव्या विज्ञानाची इमारत बांधली. हे नवीन विज्ञान, पदार्थ आणि ऊर्जा यांचे एकमेकांत रूपांतर चांगल्या प्रकारे समजावून सांगते आणि निसर्गावर विजय मिळवण्यासाठी नवीन आयुधे शास्त्रज्ञांना देते.

या संशोधनाबद्दल मेरी - पिअर क्युरीं आणि हेन्री बेकरल यांना १९०३ सालचे रसायनशात्रातले नोबेल पारितोषिक विभागून देण्यात आले. आयरीन आणि ईव्ह या दोन हुशार मुलींसह क्युरी परिवाराचे दिवस आनंदात चालले होते. पतीपत्नी पुढचे आयुष्य संशोधनात घालविण्याची स्वप्ने बघत होते. पण ते घडायचे नव्हते. १९ एप्रिल, १९०६ या दिवशी रस्ता ओलांडत असताना अवजड वाहनाचा धक्का लागून पिअर क्युरींचे निधन झाले. या अकस्मात घडलेल्या घटनेमुळे मेरीला जबर मानसिक धक्का बसला आणि ती गंभीर आजारी झाली. बऱ्याच दिवसांनी ती त्यातून बरी झाली. तिने स्वतः मुलींना शिकवले आणि काही काळाकरता ती एका खाजगी शाळेची प्रमुख होती. मोठी मुलगी आयरीन आईच्या पावलावर पाऊल ठेवून शास्त्रज्ञ झाली आणि कृत्रिम किरणोत्साराचा शोध लावून आईवडिलांचे नाव तिने उजळले हे आधी लिहिलेच आहे. धाकटी ईव्ह प्रख्यात पियानोवादक झाली.

पतीच्या निधनानंतर वर्षाच्या आतच मेरी पॅरिस विद्यापीठात प्राध्यापक म्हणून रुजू झाली. प्राध्यापक आंद्रे डेबिर्न यांच्या सहाय्याने तिने किरणोत्सारितेवर संशोधन, तसेच जगभरातून आलेल्या विद्यार्थ्यांना अध्यापन सुरू केले. विद्यापीठाने नवीन जागेत स्थलांतर केल्यावर तिला नवी प्रयोगशाळा बांधून दिली. मेरी आपला बहुतेक वेळ रेडियम आणि रेडॉन या मूलद्रव्यांच्या औषधी उपयोगाबाबतच्या संशोधनात घालवत असे. पहिल्या महायुद्धात ती फ्रेंच लष्करी इस्पितळांच्या रेडिऑलॉजी सुविधेची प्रमुख होती. १९११ मध्ये तिला भौतिकशास्त्रातले नोबेल पारितोषिक देण्यात आले. आजही दोन नोबेल पारितोषिके मिळवलेल्या अगदी मोजक्या शास्त्रज्ञांमध्ये तिचा समावेश होतो. रेडियम किरणे जरी औषधी स्वरूपाची ठरली तरी तिची प्रकृती मात्र खालावत चालली होती आणि ४ जुलै १९३४ रोजी मेरीचे विज्ञान आणि मानवतेला वाहून घेतलेले आयुष्य संपले.