Lise Meitner thường được gọi là “mẹ của bom nguyên tử” do cô đã khám phá ra phản ứng phân hạch hạt nhân và giải thích bản chất của quá trình này.
Lise Meitner là nhà khoa học tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu chất phóng xạ và vật lý hạt nhân. Cô dẫn dắt một nhóm nghiên cứu khám phá ra phản ứng phân hạch hạt nhân – một thuật ngữ do chính cô đặt tên – nhưng cô đã bị phớt lờ vào năm 1945 khi chỉ có đồng nghiệp Otto Hahn được trao giải thưởng Nobel Hóa học về phát hiện này. Cộng đồng khoa học đặt tên cho nguyên tố thứ 109 trong bảng tuần hoàn hóa học là meitnerium (Mt) để tôn vinh những đóng góp của cô.
Meitner sinh ngày 7 tháng 11 năm 1878 tại Vienna (Áo). Cô là con thứ ba trong một gia đình Do Thái. Bởi vì những hạn chế của nền giáo dục nước Áo thời bấy giờ đối với phụ nữ, Meitner không được phép theo học các trường đại học công lập. Tuy nhiên, gia đình vẫn cố gắng để cô theo học một trường tư nhân. Sau khi hoàn thành chương trình giáo dục vào năm 1901, cô tiếp tục học cao học ở Đại học Vienna. Lấy cảm hứng từ giáo viên của mình – nhà khoa học Ludwig Boltzmann – Meitner nghiên cứu sâu về vật lý, đặc biệt là hiện tượng phóng xạ. Cô trở thành người phụ nữ thứ hai nhận bằng tiến sĩ tại trường đại học này vào năm 1905.
Năm 1907, Meitner chuyển đến sống ở Berlin (Đức) để tiếp tục công việc nghiên cứu. Tại đây, cô vinh dự là người phụ nữ đầu tiên được nhà khoa học nổi tiếng Max Planck đồng ý cho dự buổi thuyết giảng của ông. Không lâu sau, cô trở thành trợ lý cho Planck tại Đại học Humboldt Berlin. Trong thời gian này, cô hợp tác với nhà hóa học Otto Hahn và họ cùng nhau phát hiện đồng vị phóng xạ mới của nguyên tố Actinium vào năm 1908.
Tháng 10/1912, Meitner và Hahn chuyển tới làm việc tại Viện Hóa học Kaiser Wilhelm ở Berlin. Hai nhà khoa học luôn sát cánh bên nhau trong các nghiên cứu quan trọng 30 năm sau đó. Năm 1917, Meitner và Hahn lần đầu tiên phân lập được đồng vị protactinium-231. Thành tựu này đã giúp họ nhận được Huy chương Leibniz của Viện Hàn lâm Khoa học Berlin. Một số công trình nghiên cứu nổi bật khác của họ có thể kể đến như hiện tượng phân rã phóng xạ beta và đồng phân hạt nhân.
Năm 1923, Meitner phát hiện quá trình chuyển đổi không bức xạ. Nhưng đáng tiếc là khám phá của cô không được mọi người công nhận. Ngày nay, chúng ta biết đến nó với tên gọi “Hiệu ứng Auger”, sau khi nhà nghiên cứu người Pháp Pierre Victor Auger phát hiện hiệu ứng này một cách độc lập hai năm sau đó.
Đến thập niên 1930, Fritz Strassmann gia nhập nhóm nghiên cứu của Meitner và Hahn tại Viện Hóa học Kaiser Wilhelm. Ba nhà khoa học đã điều tra các sản phẩm bắn phá uranium bằng neutron.
Tháng 7/1938, sau khi Đức thôn tính lãnh thổ của Áo, Meitner trốn khỏi Đức Quốc xã và chuyển đến Thụy Điển, nơi an toàn hơn cho những người Do Thái. Tại đó, cô làm việc trong phòng thí nghiệm của Manne Siegbahn ở Stockholm, nhưng dường như cô không được mọi người chào đón. Nguyên nhân là do thời kỳ đó người ta không ủng hộ phụ nữ làm khoa học. “Meitner không được tham gia nhóm nghiên cứu của Siegbahn, cũng không được cung cấp các điều kiện để lập nhóm nghiên cứu riêng. Cô có thể sử dụng phòng thí nghiệm nhưng không có cộng tác viên, thiết bị hoặc hỗ trợ kỹ thuật”, tác giả Ruth Lewin Sime viết trong cuốn sách “Lise Meitner: A Life in Physics”.
Ngày 13/11/1938, Meitner bí mật gặp Hahn ở Copenhagen (Đan Mạch), theo Sime. Cô đề nghị Hahn và Strassmann thực hiện các thử nghiệm tiếp theo nhằm xác định chính xác sản phẩm tạo ra khi bắn phá uranium bằng neutron – thứ mà họ nghi ngờ là radium. Tuy nhiên, thực tế cho thấy các nguyên tử uranium bị phân tách thành barium thay vì radium. Họ công bố kết quả nghiên cứu trên tạp chí Naturwissenschaften vào ngày 6/1/1939.
Cùng lúc đó, Meitner tham gia nhóm nghiên cứu của cháu trai Otto Frisch. Đến tháng 1/1939, Meitner lần đầu tiên đưa ra thuật ngữ “phân hạch” (fission) khi đề cập đến hiện tượng một nguyên tử uranium bị phân tách và tạo ra năng lượng. Cô giải thích chi tiết về phản ứng phân hạch hạt nhân trong một bài báo được xuất bản trên tạp chí Nature vào ngày 11/2/1939. Frisch viết về người dì của mình: “Boltzmann đã cho Meitner tầm nhìn vật lý như một cuộc chiến cho sự thật tối thượng, một tầm nhìn mà cô không bao giờ đánh mất.”
Quá trình phân tách hạt nhân uranium không chỉ giải phóng năng lượng mà còn sinh ra neutron mới. Những neutron này tiếp tục tạo nên sự phân hạch các hạt nhân uranium khác, từ đó hình thành một phản ứng dây chuyền tự duy trì, giải phóng một nguồn năng lượng vô cùng lớn theo cấp số nhân.
“Lise Meitner đã giải thích các thí nghiệm bắn phá uranium bằng quá trình phân tách hạt nhân. Khi bài báo này xuất hiện, tất cả các nhà vật lý hàng đầu tại thời điểm đó ngay lập tức nhận ra đây là một nguồn năng lượng hủy diệt lớn”, Ronald K. Smeltzer, người phụ trách triển lãm của Câu lạc bộ Grolier (Mỹ) về những phụ nữ phi thường trong khoa học, cho biết.
Trên thực tế, bài báo đã có tác động không nhỏ đến các nhà vật lý hàng đầu, chẳng hạn như Albert Einstein. Ông viết một lá thư cho Tổng thống Mỹ Franklin Roosevelt nhằm cảnh báo về tiềm năng hủy diệt của loại vũ khí sử dụng phản ứng phân hạch. Nỗ lực này cuối cùng đã dẫn đến việc Mỹ thành lập Dự án Manhattan. Meitner từ chối lời đề nghị tham gia gia dự án này để nghiên cứu phát triển bom nguyên tử, theo Sime. Nhưng sau Cuộc chiến tranh Thế giới lần thứ hai, cô được mệnh danh là “mẹ của bom nguyên tử”, mặc dù cô không liên quan gì đến việc chế tạo bom.
Năm 1945, Hahn là người duy nhất trong nhóm nghiên cứu của Meitner được trao giải thưởng Nobel Hóa học cho việc phát hiện phản ứng phân hạch hạt nhân. Meitner hoàn toàn bị “phớt lờ” trong quá trình xét giải vì là phụ nữ. Năm 1966, Meitner, Hahn, Strassmann được nhận Giải thưởng Fermi của Mỹ cho công trình nghiên cứu của họ.
Năm 1960, Meitner về hưu và chuyển đến sống tại Anh. Cô qua đời vào ngày 27 tháng 10 năm 1968 tại Cambridge. Ngày nay, nhiều người coi Lise Meitner là “nhà khoa học nữ quan trọng nhất của thế kỷ 20”. Meitner thường được so sánh với một nhà khoa học nữ nổi tiếng khác là Marie Curie.