Lise Meitner

Lise Meitner
Lise Meitner, 1946
Persoonlijke gegevens
Volledige naam	Elise Meitner
Geboortedatum	7 of 17 november 1878
Geboorteplaats	Wenen
Overlijdensdatum	27 oktober 1968
Overlijdensplaats	Cambridge
Locatie graf	Graf op Find a Grave
Wetenschappelijk werk
Vakgebied	Kernfysica
Bekend van	Kernsplitsing, Augereffect
Promotor	Franz-Serafin Exner
Alma mater	Universiteit van Wenen (1901 – 1 februari 1906) Akademisches Gymnasium Wien
Overig
Handtekening

Handtekening

Lise Meitner (Wenen, 7 november 1878 – Cambridge, 27 oktober 1968) was een Oostenrijks-Zweeds wetenschapster die veel onderzoek heeft verricht op het gebied van radioactiviteit en kernfysica. Ze wordt vaak genoemd als een van de meest schrijnende voorbeelden van wetenschappelijke prestaties door een vrouw die over het hoofd gezien werd door de Nobelcommissie.

In januari 1939 leverde ze samen met Otto Frisch de eerste natuurkundige theoretische verklaring van de kernsplijting die haar collega Otto Hahn en zijn assistent Fritz Strassmann op 17 december 1938 hadden ontdekt, na haar vlucht uit Duitsland.

Biografie

Lise, geboortenaam Elise Meitner was de derde van acht kinderen uit een liberaal-joods gezin en werd geboren in Wenen. Ze groeide op in Leopoldstadt. In het geboorteregister van de Weense Joodse Gemeenschap staat 17 november 1878 als haar geboortedatum. Andere officiële bronnen geven 7 november 1878 aan, de datum die Lise Meitner gebruikte. Haar vader, Philipp Meitner, was een van de eerste advocaten in Oostenrijk van Joodse afkomst. Haar moeder was Hedwig Meitner-Skovran. Zoals gebruikelijk in die tijd bij de hogere burgerklasse, kreeg Lise geen joodse maar een seculiere, of volgens een andere bron een protestantse opvoeding. Later bekeerde ze zich tot het Lutheranisme en liet ze zich dopen. Na een basisschoolopleiding van vijf jaar ging ze naar een Weense Mädchen-Bürgerschule, een meisjesburgerschool, omdat het gymnasium dat voorbereidde op de universiteit niet toegankelijk was voor meisjes. Hierna werd haar opleiding als voltooid aangeduid ("vom weiteren Schulbesuch befreit"). De enige mogelijkheid voor vrouwen om verder te studeren was naar een privéschool gaan, de hohere Tochterschule, en een beroep als docent te kiezen, waarvoor geen universitaire opleiding nodig was. Ze besloot Frans te studeren, maar had nooit echt passie voor het vak. Hiermee kon ze enig geld verdienen voor de muzieklessen voor gevorderden van haar zus Auguste (Gusti), die concertcomponiste werd.

Lise Meitner (rond 1900)

De kans om een wetenschappelijke opleiding te volgen kreeg Meitner toen in 1897 de wet werd opgeheven die in het toenmalige Oostenrijk-Hongarije tot dan toe vrouwen verbood te studeren aan een universiteit. Op advies van haar vader rondde ze eerst haar opleiding tot docent Frans af, als verzekering. Met de hulp van een lokale privé-docent wist ze door hard werken een achtjarige studie ter voorbereiding op het toelatingsexamen op het Akademisches Gymnasium Wien in twee jaar af te ronden. Hier gaf ze aan dat ze filosofie als realistische vervolgstudie zag. Kort voor haar 23-jarige verjaardag trad ze als een van de weinige vrouwelijke studenten toe tot de universiteit van Wenen. Geïnspireerd door haar docent, Ludwig Boltzmann, besloot Meitner zich na haar eerste jaar volledig op natuurkunde te focussen. Hij was de enige natuurkundedocent op dat moment, en had helemaal geen moeite met vrouwen in zijn lessen. Hij was getrouwd met een wiskunde- en natuurkundelerares Henriette von Aigentler die met zeer veel moeite en hulp van Bolztmann lessen op de universiteit mocht volgen. Ze behaalde op 1 februari 1906 haar doctorstitel summa cum laude met een dissertatie over warmtegeleiding in niet-homogene lichamen. Ze was hiermee de tweede vrouw die aan die universiteit promoveerde in de natuurkunde, maar als vrouwelijke onderzoeker kreeg ze nauwelijks werk. Uiteindelijk schreef ze Marie Curie aan, maar die bleek geen positie vrij te hebben voor Meitner.

Om geld te verdienen besloot ze weer les te gaan geven in Frans, en na de zelfmoord van Boltzmann ging ze opnieuw werken als begeleidster van de assistent in Boltzmanns laboratorium, Stefan Meyer, die het werk van Boltmann tijdelijk waarnam. Tijdens het jaar dat ze voor hem werkte, leerde ze veel over kernfysica en publiceerde ze een aantal artikelen over radioactiviteit: Über Absorption von α- und β-Strahlen en Über die Zerstreuung von α-Strahlen.

Maar na een ontmoeting in Wenen met de fysicus Max Planck was ze zo onder de indruk geraakt dat in 1907 naar Berlijn vertrok. Haar plan was er enkele semesters te verblijven. Daar mocht ze Plancks lezingen over de theoretische fysica bijwonen, een opmerkelijk gebaar van Planck die tot dan toe slechts één andere vrouw had toegelaten, Elsa Neumann. Hier maakte ze op 28 september kennis met de chemicus Otto Hahn.

Wetenschappelijke carrière

Het begin van de twintigste eeuw was de tijd van de grote ontdekkingen op het gebied van de radioactiviteit. In de daaropvolgende dertig jaar werkte Meitner intensief samen met Hahn, eerst bij het Chemisch Instituut van de Universiteit van Berlijn dat onder leiding stond van Emil Fischer en vanaf 1912 bij het pas opgerichte Kaiser-Wilhelm-Institut für Chemie in Berlin-Dahlem. Het werk in Berlijn was voor Meitner niet eenvoudig. Samen met Hahn mocht ze als "gast" van Hahn zonder salaris werken in een omgebouwd laboratorium in de kelder van het Chemisch Instituut, mits ze nooit de hoger gelegen etages van het gebouw betrad. Voor het gebruik maken van een toilet moest ze naar een nabijgelegen café. Hahn en Meitner vulden elkaar goed aan: terwijl Hahn meer intuïtief werkte, was Meitner de analyticus van de twee. Hun laboratorium in de kelder van het Chemisch instituut raakte snel radioactief en de partners hadden vaak last van duizeligheidsaanvallen en misselijkheid. Een jaar later werden ook vrouwen toegelaten tot de colleges en mocht Meitner vrijelijk het gebouw betreden.

Het was pas in 1913, na een aanbod om hoogleraar te worden in Praag, dat Meitner een vaste positie kreeg bij het Kaiser-Wilhelm-Institut. Dezelfde Fischer die haar in 1907 slechts als gast tolereerde, steunde haar steeds meer, totdat ze in 1916 hetzelfde als Hahn betaald kreeg.

Ze onderbrak haar werkzaamheden om gedurende de Eerste Wereldoorlog te werken als verpleegster en röntgentechnicus in het Oostenrijkse leger. Na de oorlog keerde ze terug naar Berlijn. In 1918 wisten Hahn en Meitner als eersten het chemische element protactinium (²³¹Pa) te isoleren en 1921 de isotoop uranium-Z (²³⁴Pa). Voor deze ontdekking werd ze in 1924 onderscheiden met een zilveren Leibniz-medaille van de Pruisische Academie van Wetenschappen. Ook kreeg Meitner in 1917 haar eigen afdeling in het Kaiser-Wilhelm-Institut: Physikalisch-radioaktive Abteilung, waarmee ze genoeg geld verdiende om naar een echt huis te verhuizen, en mocht ze zelf haar personeelsbeleid en financiën regelen. Ondanks dat ze nu haar eigen afdeling had, bleef ze in dagelijks contact met Hahn. In 1919 kreeg ze de titel professor.

Lise Meitner en Otto Hahn in het laboratorium.

Meitner behaalde haar habilitatie in 1922 met het Habilitationsschrift "De betekenis van radioactiviteit voor kosmische processen", waarna ze colleges mocht geven over radioactiviteit. Deze stap op de academische ladder was pas sinds 1920 opengesteld voor vrouwen. Kort daarna, in 1922, ontdekte ze het Auger-effect. Een jaar later publiceerde Pierre Auger, onafhankelijk, een artikel over dit effect dat zijn naam draagt. In 1926 werd Meitner de eerste vrouw in Duitsland die officieel werd benoemd tot buitengewoon hoogleraar aan de universiteit van Berlijn – wel tegen een sterk gereduceerd salaris en zonder eigen laboratorium. Meitner keerde terug naar de natuurkunde en begon een succesvolle studie naar de natuur en eigenschappen van gamma- en bètastraling, waarbij ze correct aannam dat de beta-straling elektronen uit de kern waren.

Hahn bleef aan bij de faculteit scheikunde. Ander pionierswerk in het gebied van radioactiviteit de ontdekking van positron-elektron paren, kunstmatige kernreacties en haar massabepalingen van neutronen. 

Hun samenwerking werd hernieuwd in 1934 nadat de Italiaanse fysicus Enrico Fermi een schrijven over transuranen had gepubliceerd. Door elementen met langzame neutronen te bombarderen had hij met zijn team elementen geproduceerd met een hoger atoomgetal, steeds met uitzending van een beta-deeltje. Samen met Hahns assistent Fritz Strassmann begonnen ze een onderzoek naar deze transuranen, elementen met een atoomgetal groter dan 92. Ze stelden een lijst op van isotopen die ontstonden wanneer uranium werd gebombardeerd met neutronen. In drie jaar tijd hadden ze niet alleen Fermi's resultaat bevestigd, maar werden er tevens tien nieuwe isotopen gevonden.

Nazi-Duitsland en vlucht

Door het opkomende nationaalsocialisme in Duitsland ondervond Meitner steeds meer last aan de universiteit. Vele Joodse wetenschappers, zoals Fritz Haber, Leó Szilárd en haar neef Otto Frisch, werden gedwongen hun positie op te geven en besloten het land te verlaten. Hoewel Meitner haar positie als hoogleraar in 1933 kwijtraakte, besloot ze in Duitsland te blijven. Drie dingen beschermden haar tegen de anti-Joodse wet die in 1933 werd afgekondigd: haar Oostenrijkse nationaliteit, het feit dat het Kaiser-Wilhelm-Institut geen overheidsinstantie was en haar vriendschap met vooraanstaande wetenschappers, zoals Max Planck en Otto Hahn.

Niettemin kon haar beschermde status haar niet geheel vrijwaren van het publieke lot dat Joden moesten ondergaan. Ze werd gedwongen de gele Jodenster te dragen en ze was regelmatig doelwit van grove opmerkingen en zelfs fysiek geweld. Na de annexatie (Anschluss) van Oostenrijk in maart 1938 door Duitsland besloot ook Meitner te vluchten voor het Naziregime. Zonder uitreisvisum wist ze met de hulp van de Nederlandse fysici Dirk Coster, Peter Debye en Adriaan Fokker op 13 juli ternauwernood Nederland te bereiken, vanwaar ze via Denemarken doorreisde naar Zweden. Fokker en Coster waren in de weken ervoor bezig geweest om geld te verzamelen om Meitner een positie aan te kunnen bieden op de Universiteit van Groningen, waar buitenlanders geen betaalde functie mochten hebben. Ondanks dat dit niet lukte, besloten ze, haar uit Duitsland te halen met toestemming van de Nederlandse overheid. In Denemarken werkte ze een tijdje samen met Niels Bohr, maar besloot toch het aanbod uit Stockholm aan te nemen en eind augustus vertrok ze naar Zweden. Voor een vakantie naar Nederland was geen visum verplicht.

Ontdekking kernsplitsing

Op het Nobel-instituut van Manne Siegbahn in Stockholm zette Meitner – met de weinige middelen die ze tot haar beschikking had – haar onderzoekswerkzaamheden voort op het gebied van de kernfysica. Van Siegbahn kreeg ze weinig ondersteuning wegens diens vooroordelen over vrouwen in de wetenschap. Na haar vlucht bleef ze bijdrage leveren aan het onderzoek aan de transuraniumelementen door een intensieve briefwisseling. In november 1938, tijdens een clandestiene, geheime ontmoeting in Kopenhagen, bespraken Meitner en Hahn de vorderingen op het Berlijnse laboratorium. Ze suggereerde aan Hahn om testen uit te voeren op de aanwezigheid van het element radium. Hahn hield deze correspondentie met een niet-Arische geheim, claimend dat Strassman en hij hun onderzoek alleen deden.

Proefopstelling kernsplijting, reconstructie bij het Deutsches Museum, München.

De kerstvakantie van 1938 bracht Meitner door in de Zweedse stad Kungälv waar ook haar uit Kopenhagen overgekomen neef Otto Frisch aanwezig was. Kort daarvoor had ze bericht uit Berlijn ontvangen. In het schrijven maakte Hahn melding van het feit dat hij en Strassmann tijdens het bombarderen van uraniumkernen met langzame neutronen het lichtere element barium, met atoomnummer 56, hadden geproduceerd als een van de bijproducten. Een resultaat dat hij echter niet kon verklaren, mede omdat het uiteenvallen van een atoomkern op theoretische gronden als ondenkbaar werd beschouwd.

Op basis van het druppelmodel van Niels Bohr concluderen Meitner en Frisch dat 'men mag aannemen dat de collectieve beweging van de deeltjes waaruit de kern is samengesteld in bepaalde gevallen zo heftig verstoord wordt door de beweging van nieuwe energie, dat er een opdeling plaatsvindt van de oorspronkelijke druppel in twee kleinere druppels'. Ze waren tot de conclusie gekomen dat het atoom gespleten was en twee lichtere kernen had voortgebracht. De kleine hoeveelheid verloren massa was omgezet in kinetische energie van de vervalproducten. Frisch gebruikte de term "splijting" (fission) voor dit proces. Hiermee was het principe van kernsplijting ontdekt. Toen Ida Noddack in 1934 voor het eerst met het (theoretisch niet onderbouwde) idee kwam van kernsplitsing, werd dit door Hahn en Meitner sceptisch en zelfs vijandig ontvangen, deels vanwege de ophef die ontstond na haar claim van de ontdekking van het element masurium.

Vanwege de politieke situatie in nazi-Duitsland moesten Hahn en Meitner hun gevonden resultaten afzonderlijk publiceren. Hahns artikel in het Duitse Die Naturwissenschaften (6 januari) beschreef het experiment en het vinden van barium als bijproduct. Het artikel van Meitner en Frisch getiteld "Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction" beschreef de fysica achter het fenomeen van kernsplijting, uitgebreid met het artikel "Products of Fission of the Uranium Nucleus", dat op 18 maart 1939 werd gepubliceerd in het Britse Nature. Het was pas na deze twee publicaties dat Hahn en Strassman een volgende serie experimenten begonnen, waarin onder andere haar voorspellingen van de aanwezigheid van krypton als splijtingsproduct werden geverifieerd, en het daaropvolgende verval in rubidium, strontium en yttrium. Na de oorlog werd haar naam nog steeds zelden genoemd in verband met het experimenteel onderzoek.

Latere carrière

Voor de oorlog uitbrak werd haar een positie aan het Cavendish-laboratorium in Cambridge aangeboden. Het aannemen hiervan stelde ze echter uit vanwege de belofte van een assistent in Stockholm en haar paspoortaanvraag die niet werd beantwoord. Ze wilde geen tweede keer op illegale wijze immigreren. Haar werd in 1943 gevraagd mee te werken aan het Amerikaanse Manhattanproject, maar als overtuigd pacifist weigerde Meitner onderzoeksbijdragen te leveren voor de bouw van een atoombom. Desondanks werd ze regelmatig benaderd door inlichtingenofficieren van Groot-Brittannië en de Verenigde Staten omtrent informatie over het lopende kernwapenonderzoek in Duitsland, mede omdat ze ondanks de oorlog een schriftelijke correspondentie bleef onderhouden met Otto Hahn. Meitner wist niets van de vorderingen van het maken van de atoombom tot de val van de atoombom op Hiroshima. In een interview kort hierna verklaarde ze:

You must not blame us scientist for the uses to which war technicians have put our discoveries (...) My hope is that the atomic bomb will make humanity realize that we must, once and for all, finish with war

Vertaling: Je moet niet ons wetenschappers de schuld geven van het gebruik van onze ontdekkingen door oorlogstechnici (...) Het is mijn hoop dat de atoombom de mens laat beseffen dat we, eens en voor altijd, moeten ophouden met oorlog voeren

Na de oorlog weigerde ze terug te keren naar Duitsland, verbitterd over het feit dat vooraanstaande Duitse wetenschappers, zoals Planck, Heisenberg en Von Laue voor en tijdens de oorlog meer oog hadden voor hun eigen wetenschappelijke carrière dan voor de rechten van hun Joodse collega's. Ook een persoonlijk verzoek van Hahn en Strassmann om te helpen bij de wederopbouw van het Kaiser Wilhelm Instituut in Mainz legde ze naast zich neer. Hier werd haar de volledige natuurkunde-afdeling aangeboden. Pas in 1948 betrad ze voor het eerst weer Duitse grond, om een herinneringsceremonie bij te wonen voor Max Planck.

Karl Herzfeld bood haar voor het winterseizoen 1945-1946 een gasthoogleraarschap aan op de Katholieke Universiteit van Amerika, die ze accepteerde. Ze kreeg tijdens haar verblijf in de Verenigde Staten meerdere aanbiedingen tot hoogleraarschappen, maar besloot terug te keren naar Zweden. Hoewel haar rol in de werkelijke ontwikkeling marginaal was, werd ze na de oorlog in de Amerikaanse pers neergezet als de "Joodse moeder van de atoombom" en als de gevluchte Joodse die het geheim van de atoombom onder de neus van Adolf Hitler had weggegrist. Ze werd zelfs gevraagd mee te spelen in een speelfilm, maar dat weigerde ze resoluut. "Liever loop ik naakt over Broadway", zei ze tegen Otto Frisch. In het jaar dat ze in de Verenigde Staten verbleef, werd ze uitgeroepen tot "Woman of the Year".

In 1947 werd ze benoemd tot hoogleraar aan de universiteit van Stockholm, kreeg assistentes en een degelijk inkomen. In 1949 werd ze Zweeds staatsburger. Om nabij haar neef te wonen, vestigde Meitner zich in 1960 in Groot-Brittannië, waar ze in 1968 – kort voor haar 90^ste verjaardag – in Cambridge overleed. Op haar grafsteen, geschreven door Otto Frisch, stond:

A scientist who never lost her humanity

Erkenning

Bestand:Stamps of Germany (Berlin) 1988, MiNr 812.jpg

Lise Meitner op een postzegel uit 1988

Hahn ontving de Nobelprijs voor de Scheikunde van 1944 (uitgereikt in 1946), terwijl Meitner door het Nobelcomité werd genegeerd, mede omdat Hahn haar rol in het ontdekkingsproces minimaliseerde na haar gedwongen vlucht uit Duitsland. Hij verdedigde zich door te beweren dat de ontdekking van kernsplijting had plaatsgevonden na de gedwongen vlucht van Meitner en geheel was te danken aan het chemisch onderzoek van hem en Strassmann. Hij gaf haar een deel van het prijsgeld, maar maakte dit niet openbaar. Omdat haar theoretisch werk meer van natuurkundige aard was, werd ze dit jaar wel genomineerd, samen met haar neef Otto Frisch, voor de Nobelprijs voor de Natuurkunde. Zo werden ze onder andere elk jaar tussen 1940 en 1943 door James Franck genomineerd voor de Nobelprijs voor de Natuurkunde. Ook in 1936 waren Hahn en Meitner genomineerd voor de Nobelprijs voor de Scheikunde, door Max Planck, en later nogmaals alleen.

Het niet verkrijgen van de prijs heeft haar waarschijnlijk meer bekendheid opgeleverd dan een eventuele toekenning ervan. Mede omdat haar uitsluitsel door de gemeenschap werd opgevat als een achterstelling van de vrouw in de wetenschap, waardoor ze uitgroeide tot een feministisch symbool. In 1966 werd dat gedeeltelijk gecorrigeerd toen zij samen met Hahn en Strassmann de Enrico Fermi-prijs kreeg. Verder ontving ze in 1949 (samen met Hahn) de Max Planck-medaille en in 1955 was ze de eerste winnaar van de Otto-Hahn-Preis für Chemie und Physik, welke ze deelde met Heinrich Wieland.

In 1997 werd het element Meitnerium, dat in 1982 was ontdekt door het team van Peter Armbruster en Gottfried Münzenberg, officieel naar haar vernoemd door het IUPAC. Ook twee kraters, een op de Maan, de andere op Venus, zijn naar haar vernoemd.

Bronnen, noten en/of referenties

• Dit artikel of een eerdere versie ervan is een (gedeeltelijke) vertaling van het artikel Lise Meitner op de Duitstalige Wikipedia, dat onder de licentie Creative Commons Naamsvermelding/Gelijk delen valt. Zie de bewerkingsgeschiedenis aldaar.

Publicaties door Meitner

In totaal heeft Meitner meer dan 150 publicaties geschreven. Enkele belangrijke:

• Meitner, L. (1906). Wärmeleitung in inhomogenen Körpern. Hölder in Komm, Wenen.
• Hahn, O, Meitner, L. (1918). Die Muttersubstanz des Actiniums, ein Neues Radioaktives Element von Langer Lebensdauer. Physikalische Zeitschrift 19. pp. 208-2018. DOI:10.1002/bbpc.19180241107
• Meitner, L. (1922). Über die Entstehung der β-Strahl-Spektren radioaktiver Substanzen. Zeitschrift für Physik 9, pp. 131-144. DOI:10.1007/BF01326962
• Meitner, L. (1923). Das beta-Strahlenspektrum von UX₁ und seine Deutung, Zeitschrift für Physik 17, pp. 54-66. DOI:10.1007/BF01328663
• Hahn, O. & Meitner, L. (1925). Die β-Strahlspektren von Radioactinium und seinen Zerfallsprodukten, Zeitschrift für Physik 34, p.795-806. DOI:10.1007/BF01328526
• Meitner, L. (1925). Die γ-Strahlung der Actiniumreihe und der Nachweis, daß die γ- Strahlen erst nach erfolgtem Atomzerfall emittiert werden, Zeitschrift für Physik 34, p.807-818. DOI:10.1007/BF01328527
• Meitner, L. (1928). Über den Aufbau des Atominnern. Die Naturwissenschaften 15, pp. 369–378. DOI:10.1007/BF01504760
• '. ISBN 978-3642649448.
• Meitner, L. & Frisch, O.R. (1939). Disintegration of Uranium by Neutrons: a New Type of Nuclear Reaction. Nature 143, pp. 239–240.
• Meitner, L. (1960). The status of women in the professions. Physics Today 13, pp. 16-21. DOI:10.1063/1.3057062

Secundaire literatuur

• '. ISBN 9789085712350.
• .

Referenties

Mediabestanden

Mediabestanden die bij dit onderwerp horen, zijn te vinden op de pagina Lise Meitner op Wikimedia Commons.