En 1898, la découverte du polonium puis du radium transforme une anomalie de mesure en un champ nouveau de recherches. Marie Skłodowska-Curie constate, avec Pierre Curie, que certains minerais d’uranium sont plus actifs que ne le laisserait attendre leur seule teneur en uranium. L’hypothèse d’autres éléments inconnus les conduit, en 1898, à annoncer la découverte du polonium, nommé en référence à la Pologne natale de Marie, puis du radium. Ces résultats reposent sur un travail expérimental exigeant, à la frontière de la physique et de la chimie, et obligent les savants à repenser les propriétés jusque-là attribuées aux éléments chimiques.
Les progrès des Curie reposent sur l’articulation patiente de méthodes physiques et chimiques. Mesures physiques et séparations chimiques s’appuient également sur des échanges avec d’autres chercheurs et des connaissances produites dans les laboratoires européens. La difficulté n’est pas seulement théorique : les minerais sont rares ou coûteux à traiter et l’isolement de substances en très faibles quantités demande des efforts considérables. L’existence d’un nouveau phénomène physique est progressivement établie grâce à l’accumulation de mesures cohérentes, à la confrontation des résultats et à leur diffusion dans les publications scientifiques.
La reconnaissance institutionnelle de ces travaux intervient rapidement, dans un univers scientifique encore marqué par les inégalités entre hommes et femmes. En 1903, le prix Nobel de physique distingue Becquerel ainsi que Pierre et Marie Curie ; en 1911, Marie reçoit seule le prix Nobel de chimie pour ses travaux sur le radium et le polonium. Les deux distinctions consacrent la radioactivité comme champ majeur de recherche. Elles rappellent également qu’un savoir ne devient véritablement reconnu qu’après une série d’opérations collectives : validation des résultats, construction de laboratoires, formation de chercheurs et intégration des découvertes dans l’enseignement. La portée des découvertes tient autant aux résultats obtenus en 1898 qu’aux méthodes de mesure et aux réseaux scientifiques qui permettent ensuite de les vérifier et de les prolonger.