Французский химик Анри Беккерель исследовал в то же время флюоресценцию и фосфоресценцию. Он экспериментировал с одной из двойных солей урана (калиево-урановым сульфатом), дающей высокую флюоресценцию. Случайно он открыл, что солнечный свет
Супруги Кюри встретили открытия Рентгена и Беккереля с огромным интересом. Мари закончила свою работу в исследовательской группе профессора Липмана и искала тему для докторской диссертации. Ей была нужна лаборатория. Пьер также мечтал оборудовать по последнему слову техники большую лабораторию. Ему удалось найти для Мари старое складское помещение в Школе промышленной физики и химии, которое они оснастили под лабораторию. Многого не хватало, и, тем не менее, для начала приборов было достаточно. Лаборатория заработала. Это было счастливое время тяжелой работы, осеняемой их любовью.
Мари начала свою новую работу с повторения некоторых экспериментов Беккереля. Она измерила ионизирующую способность урановых лучей и определила, что она зависит не от уровня солнечного света или температуры, а просто от количества урана в образцах. Она выдвинула гипотезу, что «радиоактивность» (изобретенное ею слово) была
Неизвестное вещество оказалось высокорадиоактивным, но количество его было очень мало. Поэтому работа по его выделению оказалась долгой и трудоемкой. Содержание нового радиоактивного элемента в урановой руде составляло менее одной миллионной процента. «Вскоре мы поняли, — писала Мари в своей книге «Пьер Кюри», — что радиоактивность концентрировалась в двух различных химических фракциях, и установили наличие в урановой руде по крайней мере двух новых радиоактивных элементов: полония и радия. Мы объявили о существовании полония в июле 1898 г., а радия — в декабре того же года». (Мари был 31 год.)
На руках они имели лишь малые следы новых элементов в образцах урановой руды. Чтобы обеспечить достаточно убедительные доказательства для научного сообщества, требовалось намного больше руды. Им удалось приобрести несколько тонн руды у австрийского правительства по низкой цене.