הפיזיקאית שפיצחה את סודות הגרעין

באוקטובר 1963 פרסם עיתון מקומי בקליפורניה כתבה בכותרת "אמא מסן דייגו זכתה בפרס נובל לפיזיקה". שתי פסקאות לתוך הכתבה, כבר למדו הקוראים שמריה גופרט-מאייר (Goeppert Mayer)  היא אדמונית ואם לשני ילדים. עבודתה המדעית נדחקה הצדה. 

סיפורה של גופרט רצוף במאבקים, חוסר הערכה, וקשיים שהוערמו בדרכה בהיותה אישה בעולם המדע במאה ה-20. עם זאת, כל אלה לא ריפו את ידיה ולא מנעו ממנה לפתח תיאוריות ומודלים פורצי דרך, ולהפוך לאחת מהדמויות החשובות בפיזיקה של המאה ה-20.

גופרט נולדה ב-1906 בקטוביץ׳ שבפרוסיה (כיום פולין), בתם היחידה של של פרידריך גופרט ואשתו, מריה וולף. היא גדלה בגטינגן שבגרמניה, ולמדה בבית ספר של נערות מהמעמד הבינוני בעלות שאיפות לרכוש השכלה גבוהה. בתיכון למדה בבית ספר שניהלו סופרג'יסטיות (פעילות למען שוויון וזכויות הצבעה לנשים), והכשיר נערות ללימודים באוניברסיטה. בגיל 17 עברה את בחינות הכניסה לאוניברסיטה, וב-1924 התחילה לימודי מתמטיקה באוניברסיטת גטינגן.

לאחר התואר במתמטיקה המשיכה ללימודי דוקטורט בפיזיקה, וסיימה ב-1930. שלושת בוחניה שלה היו חתני פרס נובל עתידיים: מקס בורן (Born), ג'יימס פרנק (Franck) ואדולף וינדאוס (Windaus). בעבודתה הציגה את תיאוריית בליעת שני הפוטונים (two-photon absorption), שתיארה כיצד בליעה של שני פוטונים (חלקיקי אור) יכולה לעורר מולקולות מרמה אנרגטית נמוכה לרמה אנרגטית גבוהה יותר בקליפות האלקטרונים. בתקופה ההיא לא היתה אפשרות טכנולוגית לבחון את התיאוריה, אך פיתוח הלייזר בשנות ה-60 איפשר להוכיח את נכונות המודל שהציעה גופרט-מאייר שלושים שנים קודם לכן.

פיזיקה בהתנדבות
עם סיום לימודיה נישאה גופרט לג'וזף מאייר, כימאי אמריקאי שהכירה כשהתארח בבית הוריה. הם עברו יחדיו לארה"ב, שם הוצעה למאייר משרה כפרופסור לכימיה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס. חוקים נוקשים נגד העסקת בני-משפחה מנעו מגופרט להתקבל כחברת סגל, והיא קיבלה משרת עוזרת מחקר במחלקה לפיזיקה, שם קיבלה משרד, גישה למתקני מחקר ומשכורת זעומה, למרות השכלתה הנרחבת והצלחתה המדעית. היא לימדה כמה קורסים, וב-1935 פרסמה מאמר חשוב שבו הציעה לראשונה את הרעיון של דעיכת בטא כפולה, סוג של קרינה רדיואקטיבית המתרחשת כאשר שני פרוטונים הופכים לשני ניטרונים בגרעין האטום.

בתחילת שנות ה-30 שבה גופרט לגטינגן, שם שיתפה פעולה עם פיזיקאים מקומיים, בהם מקס בורן, אחד מבוחניה בדוקטורט, ופרסמה כמה מאמרים. עם עליית הנאצים לשלטון, נמלטה ושבה לארה"ב.

ב-1937 קיבל בעלה משרה באוניברסיטת קולומביה. גופרט מאייר שוב קיבלה משרד במחלקה לפיזיקה, אך לא קיבלה שכר, אף על פי שהיתה כבר בעלת מעמד ושם בתחומה. היא התיידדה עם פיסיקאים מקומיים, בהם אנריקו פרמי, שהיה לחתן פרס נובל בפיזיקה, ומאבותיה של תורת הקוונטים. במסגרת עבודתם המשותפת, חקרה גופרט את רמות האנרגיה החיצוניות ביותר סביב גרעין האטום של יסודות כבדים מאורניום, שעדיין לא יוצרו אז אלא קיומם רק נחזה תיאורטית. היא העריכה שהם יהיו סדרה חדשה של יסודות, תחזית שנכונותה התבררה כעבור שנים.  

ב-1941 היא החלה ללמד במכללת שרה הקדושה בניו יורק, וסוף סוף זכתה לקבל שכר על עבודתה המקצועית. זמן קצר לאחר מכן, במהלך מלחמת העולם השנייה, הוזמנה להצטרף לפרויקט מנהטן, שעסק בפיתוח הפצצה הגרעינית האמריקאית.

ב-1946, כאשר קיבל בעלה משרה באוניברסיטת שיקגו, הצטרפה אליו גופרט, שם הייתה לחברת סגל במחלקה לפיזיקה, שוב בהתנדבות. בעבודתה שם פיתחה מודל מתמטי שתיאר את סידור הפרוטונים והנייטרונים בגרעין האטום והוכיח שהם מסודרים בזוגות היוצרים מעין קליפות העוטפות זו את זו, כמו כדור בתוך כדור.

גופרט-מאייר עם בעלה, ג'וזף מאייר | צילום: Science Photo Library

צדק מאוחר
ב-1960 מונתה גופרט לפרופסור מן המניין באוניברסיטת קליפורניה, בשכר מלא. ב-1963 הוענק לה פרס נובל בפיזיקה על עבודתה בנושא הקליפות של גרעין האטום. היא חלקה את הפרס עם הנס ינסן (Jensen), שפרסם בנפרד עבודה דומה מאוד, ועם יוג'ין ויגנר (Wigner), שחקר את הסימטריה בגרעין האטום. עד היום היא נותרה האישה היחידה חוץ ממארי קירי שזכתה בפרס נובל בפיזיקה*.  

למרבה הצער, גופרט-מאייר לא זכתה להנאה ממושכת ממשרתה וממעמדה החדש בצמרת עולם הפיזיקה. עוד לפני שקיבלה פרס נובל לקתה באירוע מוחי. היא התאוששה וחזרה לעסוק במחקר ובהוראה, אך ב-1971 לקתה בהתקף לב ונותרה בתרדמת עד למותה בפברואר 1972, בגיל 66 בלבד.

לאחר מותה, הכריזה החברה האמריקאית לפיזיקה על פרס מריה גופרט-מאייר, המוענק לחוקרות צעירות בפיזיקה. מוסדות אקדמיים שבהם עבדה מכבדים גם הם את זכרה: המעבדה הלאומית ארגון של אוניברסיטת שיקאגו מעניקה פרס שנתי על שמה למדענית או מהנדסת מצטיינת, ואוניברסיטת קליפורניה מקיימת כינוס שנתי על שם גופרט למדעניות מובילות. כמו כן קרויה על שמה יחידת המידה של חתך בליעה בפיזיקה גרעינית, ואף מכתש על כוכב הלכת נוגה נושא את שמה.

במהלך רב חייה האקדמיים, ליוותה גופרט את בעלה, הסתפקה במשרות לא מתגמלות, ולא זכתה להערכה והכרה בהישגיה. לאחר שהוענק לה פרס נובל אמרה כי "הזכיה בפרס לא הייתה מלהיבה כמו עשיית העבודה עצמה". תשוקתה לפיזיקה ולמחקר יכולה להסביר כיצד הצליחה להתמיד בעולם שהציב מכשולים כה רבים בדרכה, עד שזכתה בסוף בהכרה שהגיעה לה.  

====

* בשנים האחרונות הוכפל מספר הנשים שקיבלו פרס נובל בפיזיקה. ב-2018 הוענק הפרס לדונה סטריקלנד (בצוותא עם ז'ראר מורו וארתור אשקין), על פריצות דרך בתחום פיתוח הלייזרים המהירים, וב-2020 הוענק הפרס לאנדראה גז (עם ריינהרד גנצל ורוג'ר פנרוז) על תצפיות על החור השחור במרכז שביל החלב. כעת יש ארבע נשים שקיבלו פרס נובל בפיזיקה.