Magické číslo Marie Göppertové-Mayerové

Magické číslo Marie Göppertové-Mayerové

Fyzika / článek

Vědu milovala natolik, že se jí věnovala i bez nároku na odměnu a takzvaně jen pro zábavu. Ve světě, který dlouho patřil mužům, se jí přesto podařilo uspět. V roce 1963 získala jako druhá žena v historii Nobelovu cenu za fyziku. Maria Göppertová-Mayerová patří k zakladatelům moderní teorie atomového jádra.

Narodila se 28. června roku 1906 v tehdejších německých, dnes polských, Katovicích. Její matkou byla Polka, otcem německý univerzitní profesor. A byl to právě Friedrich Göppert, kdo ovlivnil její směřování. Svého otce ve vzpomínkách často citovala. „Jen ať z tebe nevyroste žena,“ vštěpoval jí prý odmala. Maria k tomu dodávala, že měl na mysli ženu v domácnosti, běžný úděl většiny žen v té době.

I když se narodila v Katovicích, většinu dětství, dospívání a také univerzitní studia prožila v německém Göttingenu, kam se její rodina přestěhovala v roce 1910. Friedrich Göppert byl zde jmenován profesorem pediatrie a Maria tu navštěvovala jak soukromé, tak i veřejné školy. Měla štěstí na velmi dobré učitele a také na rodiče, kteří jí ve studiu podporovali. Mohlo by se zdát, že v univerzitní dráze jí nic nebránilo. Jenže na počátku 20. století nebylo obvyklé, aby dívky získávaly vysokoškolské vzdělání.

Maturitní zkoušku musela skládat v Hannoveru. Soukromá dívčí škola v Göttingenu, kam předtím docházela, byla totiž rok před Mariinými závěrečnými zkouškami uzavřena. Odmaturovala úspěšně na počátku roku 1924 a hned na jaře se zapsala ke studiu na univerzitě v Göttingenu. Bylo to v době, kdy ženy tvořily pouhou desetinu studentů německých univerzit.

V nejlepší společnosti

Původně šla studovat matematiku, ale brzy se rozhodla pro fyziku. K jejímu štěstí se göttingenská univerzita stala ve 20. letech kolébkou kvantové fyziky, což Mariin zájem o obor zřejmě ještě podpořilo. Na fyzikální fakultě v té době učily vědecké osobnosti, jako byli zakladatelé kvantové mechaniky Max Born a Werner Heisenberg, mezi studenty bychom našli další budoucí slavné fyziky Roberta Oppenheimera či Enrica Fermiho. Mimo jednoho semestru, který strávila studiem v Cambridge, získala veškeré své univerzitní vzdělání v Göttingenu.

Doktorskou zkoušku v oboru teoretická fyzika složila v roce 1930. Ve zkušební komisi tehdy zasedli hned tři laureáti Nobelovy ceny. Kromě zmíněného Maxe Borna, který vedl Mariinu disertaci a Nobelovu cenu za fyziku získal v roce 1954 za „zásadní výzkum v kvantové mechanice, zejména za statistickou interpretaci vlnové funkce“, byli v této komisi ještě James Franck a Adolf Otto Reinhold Windaus. Franck obdržel nejvyšší vědecké ocenění již v roce 1925 za „objev zákonů, kterými se řídí srážka elektronu s atomem“, Windaus o tři roky později v oblasti chemie za „výzkum sterolů a spojení s vitamíny“.

Na univerzitě v Göttingenu získala Maria nejen odbornost, ale také tu našla životního partnera. Američan Joseph Edward Mayer byl držitelem Rockefellerova stipendia a v Göttingenu studoval u Jamese Francka. S Marií se vzali na počátku roku 1930 a krátce poté se přestěhovali do Spojených států.

Od zábavy k Nobelově ceně

Život v USA pro Marii nebyl lehký. Svého manžela, profesora chemie, nejprve následovala na Johns Hopkins University do Baltimoru a později na Columbia University do New Yorku. Přestože i ona měla vzdělání odpovídající profesorské pozici, žádná z univerzit ji nechtěla zaměstnat. Několik let proto pracovala jako stážistka nebo výzkumná spolupracovnice bez nároku na odměnu. Jak sama říkala, vědu dělala jen pro zábavu.

Zatímco její manžel je profesorem na Columbia University, Maria učí v letech 1941–1945 na Sarah Lawrence College a zároveň pracuje v SAM Laboratory. Pod vedením ředitele Harolda Ureye se zde tým vědců zabývá separací izotopů uranu. Výzkum je součástí utajovaného projektu Manhattan, který nakonec vyústí ve svržení dvou atomových bomb na japonská města Hirošima a Nagasaki. V rámci tohoto projektu Maria spolupracovala také s fyzikem Edwardem Tellerem na sestrojení vodíkové bomby přímo v Národní laboratoři Los Alamos.

První pracovní pozici, která odpovídala jejímu vzdělání, získala po válce na chicagské univerzitě, kde se stala „dobrovolnou profesorkou“. Protože šlo o neplacené místo, nechala se zároveň zaměstnat také v Argonne National Laboratory, americkém centru jaderného výzkumu. Jaderná fyzika nikdy nebyla její specializací, přesto o dva roky později publikovala teorii, která jí v roce 1963 vynesla jako druhé ženě v historii Nobelovu cenu za fyziku.

Do problematiky jaderné fyziky ji v Chicagu uvedli Edward Teller a Enrico Fermi, autor prvního jaderného reaktoru. Fermi, který také studoval v Göttingenu, Marii vždy pomáhal a trpělivě odpovídal na její četné dotazy.

Nobelovu cenu za fyziku získala Maria Göppertová-Mayerová za objasnění zvláštní stability některých izotopů. Zjistila, že pokud jádro obsahuje určitý počet – magické číslo – protonů nebo neutronů 2, 8, 20, 28, 50, 82 nebo 126, pak má větší tendenci být stabilní, než současné modely předpokládaly. O nejprestižnější fyzikální ocenění se podělila s německým fyzikem Hansem Jensenem, který magická čísla jako důsledek existence jaderných orbitalů objasnil nezávisle na jejím objevu.

S manželem vychovávala dvě děti, dceru Marii a syna Petera. V roce 1960 získala první placenou profesorskou pozici na kalifornské univerzitě v San Diegu. Stalo se tak deset let po jejím objevu magických čísel a více než 30 let po získání odpovídající kvalifikace. Na kalifornské univerzitě několik let učila a věnovala se vědě, než ji v roce 1971 postihl infarkt, na jehož následky o rok později, konkrétně 20. února 1972, v necelých 66 letech zemřela.

Zdroj:
Nobel Lectures, Physics 1963-1970, Elsevier Publishing Company, Amsterdam, 1972.


Mohlo by vás také zajímat:

Lise Meitnerová: Bojovnice za poslední pravdu
Mileva Marićová: Život ve stínu Alberta Einsteina