Через несколько месяцев после свадьбы супруги Жолио-Кюри переезжают на съемную квартиру, но бывают в доме матери по три-четыре раза в неделю. В 1927 году у них рождается дочка Элен — и теперь уже Мария почти каждый день ездит к ним, чтобы поиграть с внучкой.
Вновь обратимся к книге «Мария Кюри», которую позже напишет Ева: «За сорок лет научной работы эта седовласая ученая приобрела огромный запас знаний. Мадам Кюри является живой библиографией по радию: владея в совершенстве пятью языками, она перечитала все печатные работы об исследованиях в этой области. В явлениях уже известных она открывает возможность дальнейших исследований. Благодаря своему здравому суждению Мари обладает бесценной способностью — разбираться в запутанных клубках познания и гипотез. Расплывчатые теории и соблазнительные, но необоснованные предложения некоторых ее учеников встречают отрицание и в выражении ее красивых глаз, и в твердых, как металл, аргументах. С какой уверенностью работаешь у такого учителя, и смелого и мудрого!»
Мария помогает Ирен и Фредерику получить почти два грамма радия для их опытов, и им удается выделить 200 милликюри полония, самого мощного источника альфа-излучения. В то время таким количеством полония не располагала ни одна лаборатория мира. И вновь, на этот раз благодаря супругам Жолио-Кюри, Франция оказывается в авангарде научных открытий. В Англии подобными исследованиями занимается Эрнест Резерфорд, в Копенгагене — Нильс Бор.
Вот как об этом пишет сам Фредерик Жолио: «Нам надо торопиться с нашими результатами, иначе нас обгонят в других лабораториях и воспользуются нашими достижениями».
Но все произошло совершенно иначе, ведь дело не только в скорости, но и в истолковании полученных результатов. Ирен и Фредерик, как и другие ученые, их современники, считали, что атом состоит только из протонов и электронов. Они повторили исследования Уолтера Бота и Герберта Беккера, немецких ученых, которые проводили опыты, бомбардируя бериллий альфа-лучами. Как и немцы, супруги Жолио сочли, что неожиданные показатели объясняются действием гамма-лучей, скорость которых равна скорости света.
Они публикуют свои результаты, но Эрнест Резерфорд опровергает выводы, не веря в то, что все дело только в гамма-лучах. Он предлагает молодому ученому, своему коллеге, Джеймсу Чедвику повторить этот эксперимент. Тот повторяет опыт и приходит к выводу, что подобную реакцию дают некие нейтральные частицы, которые находятся в ядре. Чедвик называет их нейтронами (позже именно за открытие нейтрона Чедвик был награжден Нобелевской премией).
Ирен и Фредерик, которые к такому же результату пришли первыми, но истолковали его неправильно, оказались в проигрыше. Это было не единственное их поражение. Позже, летом 1932 года, Карл Дэвид Андерсон, физик из Калифорнии, разгадывает очередную загадку ядра — он обнаруживает еще одну неизвестную частицу, полностью повторив опыты, ранее уже выполненные супругами Жолио-Кюри. Он открывает электрон с положительным зарядом и называет его позитроном.
Ирен и Фредерик Жолио изучают явления ядерного распада и открывают искусственную радиоактивность. Оказывается, что определенные вещества после того, как их подвергают облучению, превращаются в новые, еще не известные радиоактивные изотопы, которые сами становятся источником излучения. Одним из таких металлов оказывается алюминий. Безусловно, значение искусственных радиоактивных элементов для медицины, химии, биологии трудно переоценить.
— Быть может, недалек тот день, когда для лечения радиотерапией будут промышленным способом получать вещества с радиоактивными свойствами! — заметила Мария.
И мы знаем, что она оказалась права, — в настоящее время для радиотерапии используют радиовещества, полученные искусственно.
Октябрь 1933 года. В Брюсселе проходит седьмая Сольвеевская конференция. В ней, как и ранее, принимают участие крупнейшие ученые мира — Нильс Бор, Энрико Ферми, Фредерик Жолио-Кюри, Эрнест Резерфорд, Поль Ланжевен и другие. Но также здесь уже присутствуют три женщины — Мария Кюри, Ирен Жолио-Кюри, Лиза Мейтнер. Это была первая конференция, посвященная проблемам и исследованиям в ядерной физике.
На ней доклад на тему «Проникающая радиация в результате бомбардировки атома альфа-лучами» представили супруги Жолио-Кюри. В нем говорилось о никем ранее не выявленной эмиссии нейтрона и протона. Лиза Мейтнер безапелляционно и решительно подвергла сокрушительной критике доклад французских ученых, и они покинули конференцию. Правда, Нильс Бор подбодрил их, посоветовав обязательно продолжить свои исследования.
Ирен и Фредерик Жолио-Кюри «послушались совета» и вскоре открыли секрет искусственной радиоактивности. В тот исторический день, перепроверяя себя и счетчик Гейгера, они дважды повторили свой эксперимент. После полудня в лаборатории появились мадам Кюри и Поль Ланжевен. Они стали свидетелями этого исторического опыта.