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Era nata in Austria da una famiglia ebrea ma, come si usava negli ambienti dell’alta borghesia, venne educata secondo i dettami della religione protestante. 

Era la terza di otto figli che i genitori incoraggiavano a studiare, meglio se studiavano il francese, che avrebbe consentito alle ragazze di lavorare come istitutrice in una famiglia aristocratica. La sua educazione scolastica si concluse presto, alla scuola media, dato che allora le ragazze non erano ammesse a frequentare il Liceo. 

Ma Lise Meitner aveva voti così eccezionali che il padre le pagò studi privati.

A otto anni, racconta la scrittrice Ruth Lewin Sime nella biografia della scienziata, tiene un libro di matematica sotto il cuscino e si chiede quali siano le ragioni fisiche dietro i riflessi colorati di una chiazza di olio in una pozzanghera.

Lise dedicò la sua vita alla ricerca scientifica, affrontando numerose difficoltà dovute alla misoginia dell'ambiente scientifico. Per molti anni lavorò senza uno stipendio nello scantinato dell'istituto poiché le donne non erano ammesse ai laboratori. 

Max Planck, dell’università di Berlino, fece eccezione: accettò che Lise ne seguisse le lezioni, sebbene donna e dopo un anno ne fece la propria assistente e ne seguì con interesse le ricerche per identificare vari isotopi di elementi radioattivi insieme a un altro docente, il chimico Otto Hahn. 

Quando Hahn ebbe un dipartimento di radiochimica in proprio, al nuovo Kaiser Wilhelm Institut, la registrò come “ospite” e solo nel 1913, dopo una battaglia con l’amministrazione, le fece finalmente pagare uno stipendio. Come Marie Curie, ma sul fronte opposto, quando scoppia la guerra mondiale Lise torna in Austria come infermiera volontaria e applica i raggi X alla medicina, ma rientra presto in laboratorio e nel 1917 scopre il protoattinio con Hahn, il quale le affida la direzione del laboratorio di fisica. 

Riceve anche il titolo di professore e nel 1926 e un quotidiano berlinese riferisce che «l’Esimia Professoressa Meitner ha inaugurato l’anno accademico con una lezione di "fisica cosmetica», invece di cosmologica. Cocciuta, sicura di sé, è invitata a tutte le conferenze Solvay dove i colleghi l’ascoltano con attenzione e prendono nota. 

“Amo la fisica con tutto il cuore”, ha scritto una volta, “per me è una specie di amore personale, come quello che si prova nei confronti di una persona verso cui si è grati”.

Nel 1933 Hitler arriva al potere, iniziano le persecuzioni contro gli ebrei e lei perde il posto all’università. Einstein, che da vent’anni ne parla a tutti come la “nostra Madame Curie”, l’aspetta negli USA. Ma lei non vuole interrompere gli esperimenti, dopotutto è cittadina austriaca. Ma la sua vita è in pericolo.

Due fisici olandesi le preparano il viaggio fino a Copenaghen. Hahn l’accompagna alla stazione e le dà l’anello di diamanti della madre, per corrompere la polizia nel caso fosse fermata alla frontiera. Da Copenaghen procede per Stoccolma ma torna spesso a Copenaghen per incontrare in segreto Hahn e discutere i risultati degli esperimenti. Nel dicembre 1938 riceve da lui una lettera con dati “incomprensibili”. Il nipote, venuto a passare le feste di fine anno con lei, racconta che mentre passeggiavano nella neve, si siede su un tronco e con una matita e sulla busta calcola l’energia liberata dalla fissione del nucleo di uranio bombardato con dei neutroni. 

Quando il governo americano vara il progetto Manhattan, nel 1943, Oppenheimer fa chiedere a Lise Meitner di parteciparci, e lei rifiuta con orrore, pronunciando la sua iconica frase: "Mai avrò a che vedere con una bomba!".

Per tre anni, Lise Meitner riceverà la nomination per il Nobel ma il premio non le verrà mai conferito. Lo riceverà invece Otto Hahn nel 1944. Lo stesso Hahn tenterà sempre di minimizzare i meriti di Lise: “era solo la mia assistente” dirà. 

In pubblico Lise Meitner dichiarerà che lo ha meritato e non solo per quel risultato. In privato, lei lo rimprovera: «Avete lavorato tutti quanti per la Germania nazista, per placarvi la coscienza avete aiutato qua e là un perseguitato, ma avete lasciato che milioni di esseri umani fossero assassinati senza la minima protesta.» 

Dopo la guerra, Lise prese la cittadinanza svedese e abbandonò in parte la ricerca scientifica, dedicandosi ad attività civili e sociali per la pace e in difesa dei diritti delle donne. 

In pensione dal 1954, Lise va a vivere a Cambridge vicino al nipote. Continua a corrispondere affettuosamente con Hahn fino alla morte di lui, tre mesi prima della propria, nel 1968. 

Nel 1982, i ricercatori tedeschi Peter Armbruster e Gottfried Münzenberg riescono a sintetizzare per prima volta l’elemento radioattivo che dopo sarà battezzato come meitnerio. Armbruster spiegò che l’obiettivo era "fare giustizia a una vittima del razzismo tedesco e fare onore a una vita e lavori scientifici". 

E così, questo compenso per il Nobel non consegnato offre alla Meitner l’accesso a un club molto più esclusivo: quello degli scienziati con un elemento chimico con suo nome. L’unica donna che fu onorata in esclusività con un elemento nella tabella periodica. 

Nel 1997, il suo nome viene dato a un nuovo elemento transuranico, il meitnerio.

Il meitnerio è un elemento sintetico radioattivo, suo simbolo è Mt e suo numero atomico e il 109.