10 grudnia 1903 roku, Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki odebrali Maria Skłodowska-Curie i jej mąż Piotr Curie. Osiem lat później - już samodzielnie - Skłodowska otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, stając się jedyną kobietą posiadającą to wyróżnienie w dwóch różnych dziedzinach.
W listopadzie 1891 roku Maria Skłodowska wyjechała na studia do Francji – rozpoczęła naukę na Wydziale Fizyki i Chemii na Sorbonie. Została pierwszą kobietą, która studiowała na tym wydziale. Po dwóch latach uzyskała licencjat z fizyki jako najlepsza studentka oraz z matematyki, z drugą lokatą na roku.
W 1894 roku Skłodowska przeprowadzała badania nad magnetyzmem metali. Spotkała wówczas przebywającego w Paryżu polskiego fizyka – Józefa Wierusz-Kowalskiego. Wierusz-Kowalski zaprosił do siebie 35-letniego Piotra Curie – już dość dobrze znanego fizyka, doktoranta i kawalera oddanego swojej pracy – i zarekomendował mu Skłodowską, której obiecał pomóc w znalezieniu laboratorium, gdzie mogłaby prowadzić swoje doświadczenia.
Wówczas Maria i Piotr się poznali, rozpoczęli współpracę, a z czasem narodziło się również między nimi i uczucie. W 1895 roku wzięli ślub. Dwa lata później, w 1897 roku, Maria Skłodowska ukończyła studia na Sorbonie. Badaczka zaczęła poszukiwać tematu pracy doktorskiej. Zainteresowały ją odkryte w 1896 roku przez Henriego Becquerela promienie emitowane przez minerały i związki uranu. Promienie przez miesiące zaczerniały płyty fotograficzne z taką samą intensywnością, co było zjawiskiem wydającym się przeczyć prawu zachowania energii. Skłodowska postanowiła zająć się tym zjawiskiem, zwłaszcza że ten temat był zupełnie nowy oraz nie miał żadnej bibliografii.
Badaczka postanowiła zbadać, czy oprócz promieniowania emitowanego przez rudę uranu sprawiającego, że powietrze przewodziło elektryczność, również jeszcze jakieś inne minerały zachowują się w ten sam sposób. W czasie przeprowadzanych badań Skłodowska odkryła, że bardziej radioaktywne od uranu okazały się uraninit (minerał pochodzący z kopalni rudy uranu w Joachimstahl w Austrii) oraz torbernit (fosforan uranylu). To odkrycie prowadziło do wniosku, że oba te minerały mogą zawierać nieznany radioaktywny pierwiastek.
Piotr Curie wspierał Marię w czasie jej pracy. Tak zafascynował się zaobserwowanym przez Skłodowską zjawiskiem, że zrezygnował z prowadzonych przez siebie badań nad kryształami i postanowił pomóc żonie odnaleźć ten tajemniczy pierwiastek. Rezultatem prowadzonych przez małżeństwo Curie badań było odkrycie w lipcu 1898 roku pierwiastka o silnych właściwościach promieniotwórczych – polonu.
„Niektóre rudy, zawierające uran i tor (blenda smolista, chalkolit, uranit), są bardzo aktywne pod względem emisji promieni Becquerela. W poprzedniej pracy jedno z nas wykazało, że ich aktywność jest nawet większa od aktywności uranu i toru, i wyraziło opinię, że fakt ten należy przypisać jakiejś innej, nadzwyczaj aktywnej substancji, która znajduje się w tych rudach w bardzo nieznacznej ilości. (…) Przypuszczamy, że ciało, które wyodrębniliśmy z blendy smolistej, zawiera nieznany jeszcze metal, zbliżony do bizmutu pod względem właściwości chemicznych. Jeśli istnienie tego metalu się potwierdzi, proponujemy dla niego nazwę +polon+ od nazwy ojczyzny jednego z nas”– pisała o prowadzonych badaniach Maria Skłodowska-Curie w „Autobiografii”.
Od początku badań Maria i Piotr Curie podejrzewali, że w uraninicie istnieje drugi element radioaktywny zachowujący się chemicznie jak bar. Również i ta hipoteza potwierdziła się. W konkluzji artykułu „O nowej substancji, bardzo radioaktywnej, zawartej w uraninicie”, który został wysłany do Akademii Nauk, Maria i Piotr Curie napisali: „substancja radioaktywna zawiera nowy pierwiastek, któremu proponujemy nadać nazwę »rad«”.
13 czerwca 1903 roku Maria Skłodowska-Curie, jako pierwsza kobieta we Francji, obroniła rozprawę doktorską pt. „Badania ciał radioaktywnych”. Zasiadający w komisji fizyk Edmond Bouty oraz dwaj akademicy i przyszli nobliści, czyli Gabriel Lippmann i Henri Moissan, uznali odkrycia Skłodowskiej za najważniejsze, jakie do tej pory kiedykolwiek zostały przestawione w pracy doktorskiej.
W 1903 roku do Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki nominowano Henriego Becquerela oraz Piotra Curie, natomiast kandydatura Marii wywołała sprzeciw w męskim gronie. Piotr wystosował stanowczy list skierowany do fizyka Henriego Poincarégo, w którym domagał się, aby wśród współlaureatów znalazła się również i Maria.
Co? Gdzie? Kiedy?
