Maria Goeppert Mayer condivise il Premio Nobel per la Fisica nel 1963 con Hans Daniel Jensen (1907-1973) «per le loro scoperte riguardanti la struttura molecolare». Fu la seconda donna a ricevere l’ambìto riconoscimento, dopo Marie Sklodowska Curie nel 1903.
Maria era nata a Kattowitz, allora in Germania ora in Polonia, nel 1906. I suoi genitori erano entrambi insegnanti: Maria Wolff, la madre, insegnava musica e il padre, Friedrich, Pediatria. Proveniva a sua volta da una famiglia di accademici, il nonno aveva insegnato Diritto, il bisnonno Botanica e un trisavolo Farmacia. La famiglia si trasferì a Göttingen quando il padre ebbe appunto una cattedra nella locale università. Erano tempi in cui le ragazze non potevano accedere liberamente all’istruzione completa, perciò dopo la scuola media anche Maria non proseguì con il liceo e dovette continuare gli studi privatamente. Nel 1924 si iscrisse alla Facoltà di Matematica, ma tre anni dopo passò a Fisica e nel 1930 conseguì il dottorato con una tesi di meccanica quantistica sui “processi fotonici doppi”. Suoi relatori furono tre futuri Premi Nobel: Max Born, James Franck e Adolf Otto Reinhold Windaus. «In matematica sembrava di risolvere dei rompicapo, e così è anche nella fisica, ma sono rompicapo creati dalla natura, non dalla mente di una persona».
La città di Göttingen veniva descritta allora come «un calderone di meccanici quantistici» e in quegli anni Maria aveva conosciuto il chimico americano Joseph Edward Mayer che aveva ottenuto una borsa di studio come assistente di James Franck. I due si sposarono dopo la laurea di Maria e si trasferirono negli Stati Uniti, dove a Mayer era stato offerto un incarico alla John Hopkins University di Baltimora come professore associato di Chimica. Dalla loro unione nacquero due figli: Maria Ann e Peter Conrad.
Alla medesima università Maria ottenne solo un posto di assistente presso il Dipartimento di Fisica ma avere almeno libero accesso alle strutture universitarie le permise di continuare i suoi studi, impartire lezioni private e dare ripetizioni agli/le studenti. Collaborò in quel periodo con Karl Herzfeld e suo marito nello studio delle molecole organiche, mantenendo altresì rapporti con l’Università di Göttingen, in particolare con Born, fino all’ascesa del potere nazista, quando lui e altri accademici persero il lavoro.
Aveva acquisito fino dal 1933 la cittadinanza americana, ma il fatto di avere origini tedesche e intrattenere rapporti con la Germania non la rendeva gradita al senato accademico e, probabilmente per tali motivi, il marito, professor Mayer, perse la docenza. Invece gli studenti guardavano con simpatia a quella coppia di scienziati che, tra loro, chiamavano familiarmente “John e Mary”.
I Mayer si trasferirono quindi a New York nel 1939, dove lui insegnò alla Columbia e per Maria si aprì solo la strada del volontariato, anche a favore delle sue colleghe ebree emigrate negli Usa. In quegli anni erano arrivati alla Columbia anche Enrico Fermi e Harold Urey e si aprirono prospettive stimolanti per nuove conoscenze. Finalmente nel 1941 le fu offerto il primo vero impiego part time come insegnante di Scienze al Sarah Lawrence College, lavoro che mantenne per tutta la durata della guerra. Fu poi coinvolta nel celebre Progetto Manhattan per l’ideazione e costruzione della bomba atomica. Ormai gli Stati Uniti erano entrati in guerra e Maria si impegnò, dal canto suo, per la separazione degli isotopi dell’uranio, ma i suoi risultati furono poco utilizzati nell’ambito del progetto. Inoltre lei era tra coloro che nutrivano molte perplessità circa l’impiego delle armi atomiche ed era propensa a limitare il campo di studi all’utilizzo pacifico dell’energia nucleare.
Nel 1946 i Mayer si spostarono a Chicago, la cui sede universitaria divenne l’epicentro della ricerca nucleare. John fu nominato professore sia nel Dipartimento di Chimica che nel neonato Istituto per gli Studi Nucleari (oggi noto come Istituto Enrico Fermi), a Maria fu ancora negata una posizione ufficiale ma ottenne un incarico non remunerato come assistente e poi un posto come ricercatrice nel laboratorio dove era installato l’acceleratore di particelle. Collaborava con Edward Teller, Harold Urey, discuteva con Enrico Fermi e Gregor Wentzel, le loro famiglie si frequentavano, nacquero amicizie tanto che la figlia Maria Ann sposò il figlio di Wentzel.
L’atmosfera era molto stimolante, la ricerca aveva un carattere interdisciplinare, infatti nell’Istituto si indagavano svariati ambiti, dalla fisica e chimica nucleare all’astrofisica e geofisica e per Maria furono anni di fecondi studi che portarono alla scoperta della “struttura a guscio (shell)” dell’atomo. Influenzata da Teller studiò un modello sull’origine degli elementi, da cui nacque la sua teoria sui “numeri magici” che corrispondono alla massa dei nuclei più stabili.
In quel periodo scoprì che Hans Jensen e i colleghi Otto Haxel e Haus Suess erano pervenuti alle sue stesse conclusioni studiando e sperimentando a Heidelberg e Amburgo. Si incontrarono in Germania nel 1950 e dall’anno seguente iniziarono a collaborare. Il risultato fu la pubblicazione nel 1955 del volume Elementary Theory of Nuclear Shell Structure (Teoria elementare della struttura nucleare a guscio) firmato da Goeppert Mayer e Jensen.
Con la morte di Fermi, avvenuta precocemente nel 1954, alcuni scienziati lasciarono Chicago e arrivò infine per Maria la cattedra, a lungo desiderata e attesa, all’Università di San Diego in California. Nel contempo dovette fronteggiare un grave problema di salute che la condizionò per il resto della sua vita. Tuttavia continuò a studiare e insegnare fino a quando si spense, il 20 febbraio 1972.
Il suo nome non è molto conosciuto come quello di Einstein o Heisenberg perché le sue ricerche sono di nicchia e diffuse solo in ambiti accademici ma questo fatto non le impedì di ricevere, oltre al Premio Nobel per la Fisica, la laurea honoris causa rispettivamente dal Russell Sage College, dal Mount Holyoke College e dallo Smith College.
Nel 2010 il servizio postale statunitense la ricordò in un set di francobolli insieme a Melvin Calvin, Asa Grey e Severo Ocha.
Numerose fotografie la ritraggono insieme ai suoi colleghi nelle diverse università in cui ha collaborato «per il gusto della fisica, per divertimento», come amava dire, lei unica donna, a quel tempo, a segnare la strada per le altre che seguirono e che oggi scelgono, con meno difficoltà, di intraprendere studi scientifici.
Qui le traduzioni in francese, inglese, spagnolo e ucraino.
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Articolo di Laura Bertolotti
Laureata in Scienze della Formazione a Padova, già insegnante, ha lavorato nella redazione di una rivista occupandosi della rubrica Libri. Attualmente si dedica alla promozione della lettura con recensioni, articoli su riviste (Leggere Donna, Leggendaria), presentazioni di libri, conferenze su autrici del passato e contemporanee, e si dedica al coordinamento di gruppi di lettura.
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