สินแร่ทั้งตันนั้นค่อย ๆ หดลงอย่างช้า ๆ เมื่อเธอแยกแร่ที่ไม่มีชีวิตและแม้แต่ยูเรเนียมออกไป ด้วยทุกขั้นตอนในกระบวนการกำจัดอันยาวเหยียดตัวอย่างของเธอก็หดเล็กลง และความแรงกัมมันตภาพรังสีของมันก็เพิ่มขึ้น ที่สุดเธอก็ค้นพบธาตุใหม่ธาตุหนึ่งที่มีรังสีสูงมาก เธอตั้งชื่อธาตุกัมมันตรังสีที่หายากเป็นที่สองนี้ว่า พอโลเนียม ตามชื่อโปแลนด์ อันเป็นมาตุภูมิของเธอ
แต่ทว่ายังมีส่วนที่เหลืออีกเล็กน้อยที่ไม่มียูเรเนียมและพอโลเนียมแต่ยังแผ่รังสีอยู่ มันจะต้องประกอบด้วยวัสดุกัมมันตรังสีอีกชนิดหนึ่ง ดังนั้นมาดามคูรีจึงยังตลุยไปข้างหน้าต่อไป ถึงตอนนี้เธอได้ทอนกองแร่ทั้งตันนั้นลงเหลือเป็นตัวอย่างน้อยนิดที่มีน้ำหนักน้อยกว่า 1 ใน 100 ออนซ์ และตัวอย่างน้อยนิดนี้มีกัมมันตภาพรังสีสูงกว่ายูเรเนียมบริสุทธิ์ที่หนักเท่ากัน! มันแผ่รังสีแรงมากจนเรืองแสงจาง ๆ ได้ในที่มืด และตลอดเวลาตัวอย่างนี้ยังอุ่นกว่าอุณหภูมิของห้องทดลองอยู่ 2-3 องศามันอุ่นตัวมันเองอยู่ตลอดเวลา
อีกครั้งที่ตัวอย่างของสสารอันอัศจรรย์นี้ ได้กลายเป็นธาตุใหม่อีกธาตุหนึ่ง มาดามคูรีเรียกมันว่า ผู้แผ่รังสีเรเดียม
ยูเรเนียม พอโลเนียม เรเดียม! การค้นพบโดยบังเอิญของอองรี แบ็กเกอแรล และผลงานอันทรหดของมาดามคูรีที่บัดนี้มาเขย่ารากฐานฟิสิกส์อันมั่นคง ขณะนั้นฟิสิกส์ศึกษาเกี่ยวข้องกับแรงกลชนิดต่าง ๆ กับการสั่นของเสียง กับความร้อน กระแสไฟฟ้า แม่เหล็ก และแสง จนเข้าใจดีทุกเรื่องหรือเกือบทุกเรื่อง และกับอะตอมอันเล็กจิ๋วด้วยที่มีที่ทางเรียบร้อยในด้านฟิสิกส์ ทว่าบัดนี้มีสามคู่หู ยูเรเนียม พอโลเนียม และเรเดียม โผล่ขึ้นมา ทุกวันรังสีและการแผ่รังสีกลายเป็นหัวข้อสนทนาหลัก มันคืออะไรกันที่โผล่ขึ้นมาจากส่วนลึกที่มองไม่เห็นในอะตอมของโลหะประหลาดพวกนี้ทำให้เกิดขึ้นมา?
หลายปีทีเดียวกว่าที่นักวิทยาศาสตร์จะหาพบธรรมชาติของรังสีที่ทำให้ฟิล์มกระจกเกิดหมอกมัว ทำให้อากาศเกิดประจุไฟฟ้า และกลายเป็นว่าเลวร้ายและเป็นอันตรายต่อมนุษย์! อย่างช้า ๆ ผู้ที่ได้รับรังสีเหล่านี้เกินขนาดก็จะเกิดอาการเจ็บปวดและไหม้เกรียมอย่างรุนแรง แต่ในสงครามเพื่อความรู้นี้มนุษย์ไม่ได้สู้ด้วยมือเปล่า การศึกษาเกี่ยวกับหลอดอิเล็กตรอนได้สั่งสมประสบการณ์ต่อรังสีนี้ไว้บ้าง
การที่รู้ว่าด้วยแท่งแม่เหล็กธรรมดา ๆ ที่เอามาไว้ใกล้ ๆ กับหลอดอิเล็กตรอนจะเบนกระแสของอนุภาคอิเล็กตรอนให้โค้งไปได้ พฤติกรรมนี้ของอิเล็กตรอนเป็นที่ทราบกันดี คือรู้กันมานานแล้วว่าประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่มีพฤติกรรมเหมือนกับเป็นแท่งแม่เหล็ก นี่เป็นพื้นฐานด้านแม่เหล็กไฟฟ้ามาจนทุกวันนี้ที่ใช้กับสวิตช์ไฟฟ้าและรีเลย์ไฟฟ้า และกับกระดิ่งไฟฟ้าประตูบ้านทั่ว ๆ ไปด้วย โดยเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเหมือนกับเกิดจากแท่งแม่เหล็กเอง ในทำนองเดียวกันแท่งแม่เหล็กเมื่อเคลื่อนที่ก็ทำให้เกิดสนามไฟฟ้า ความเป็นญาติสนิทกัน ระหว่างกระแสไฟฟ้ากับแท่งแม่เหล็กนี้ ถูกค้นพบมากว่าร้อยปีก่อนแล้ว และทำให้เกิดสาขาทางฟิสิกส์และวิศวกรรมที่เรียกว่า วิชาแม่เหล็กไฟฟ้า
โดยนัยเดียวกัน กฎว่าด้วยสภาวะแม่เหล็กไฟฟ้าอธิบายว่า ทำไมลำอิเล็กตรอนที่กำลังเคลื่อนที่ในหลอดอิเล็กตรอน จึงได้โค้งเมื่อถือแม่เหล็กเข้ามาใกล้หลอด อิเล็กตรอนก็คือตัวพาประจุไฟฟ้าตัวเล็ก ๆ ที่ปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กและถูกดึงออกไปด้านข้าง
เมื่อรู้ทั้งหมดนี้แล้ว นักวิทยาศาสตร์ก็ออกตามล่าเรเดียมด้วยแท่งแม่เหล็ก แต่การทดสอบไม่ง่ายเหมือนกับหลอดอิเล็กตรอนที่อิเล็กตรอนวิ่งเป็นลำ รังสีที่เกิดจากตัวอย่างเรเดียมพุ่งออกมาทุกทิศทุกทางเหมือนกับเป็นดวงอาทิตย์ย่อส่วน ดังนั้นภารกิจแรกก็คือการผลิตลำรังสีเรเดียมเป็นแนวเส้นตรงเดียว กระทำโดยการใส่ตัวอย่างเรเดียมไว้ในกระเปาะตะกั่วซึ่งสามารถดูดกลืนรังสีเรเดียมได้ กระเปาะตะกั่วมีรูเล็ก ๆ ให้รังสีจากเรเดียมในกระเปาะพุ่งผ่านออกมาเป็นลำเส้นตรงเล็กเรียว
ดังนั้นเมื่อถือแม่เหล็กไว้ใกล้ ๆ รูกระเปาะ ทำให้รังสีที่พุ่งออกมาผ่านไปในสนามแม่เหล็ก ซึ่งพบว่ารังสีบางส่วนจากเรเดียมเบนออกไปด้านข้างจริง ๆ นี่แสดงว่ารังสีนี้ประกอบด้วยกระแสของอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า
มีรังสีชนิดหนึ่งที่เบนไปทางด้านขวา เรียกว่า รังสีแอลฟา ตามอักษรตัวแรกของชุดตัวอักษรกรีก รังสีอีกชนิดหนึ่งเบนไปทางด้านซ้าย เรียกว่า รังสีบีตา ตามอักษรตัวที่สองของชุดตัวอักษรกรีก รังสีบีตานี้มีประจุลบ จากข้อเท็จจริงที่ชัดเจนว่าได้ถือแท่งแม่เหล็กไว้ในตำแหน่งแบบเดียวกับที่ทำให้ประจุลบเบนไปทางด้านซ้าย ปรากฏว่ารังสีบีตากลายเป็นรังสีที่รู้จักกันดี คือเป็นกระแสของอนุภาคอิเล็กตรอน แต่บีตา-อิเล็กตรอนจากเรเดียมนี้ มีความเร็วสูงกว่าอิเล็กตรอนธรรมดา ที่นักฟิสิกส์ค้นพบ เมื่อครั้งแรกจากหลอดอิเล็กตรอนเป็นอันมาก เรเดียมได้ยิงอิเล็กตรอนของมันออกมาด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วของแสงซึ่งเร็วกว่า 186,000 ไมล์ต่อวินาที!
รังสีแอลฟายิ่งพิสูจน์รูปพรรณสัณฐานยากกว่า รังสีนี้เป็นตัวพาประจุบวกเพราะว่าแม่เหล็กเบนรังสีนี้ไปทางขวาซึ่งเบนตรงกันข้ามกับรังสีบีตา แต่ยิ่งไปกว่านั้นที่พวกนักวิจัยพากันพิศวงงงงวยคือ พวกเขาไม่เคยพบเห็นอนุภาคที่รู้จักกันมาก่อนหน้านี้ ที่ประพฤติตัวแบบนี้ |