Física sueca de origen austríaco. Estudió física en Viena bajo la dirección de Ludwig Boltzmann. Se estableció en Berlín, donde trabajó como ayudante de Max Planck y midió las longitudes de onda de los rayos gamma. En 1917 fue profesora de física en la Universidad de Berlín, cargo que abandonó en 1938 por la anexión de Austria, su país, con Alemania, y quedar sujeta a las leyes antisemitas. Se refugió en Estocolmo con su sobrino y colaborador O. R. Frisch, y en 1960 se instaló definitivamente en Inglaterra.
Junto a Otto Hahn, descubrió un nuevo radioelemento, el protactinio, de símbolo Pa y número atómico 91, que se desintegraba en actinio. Luego estudió profundamente el experimento de Hahn que consistía en el bombardeo de uranio (número atómico 92) con neutrones, y del que se obtenía bario (número atómico 56). La explicación que justificaba que un isótopo radiactivo de bario se formara en el bombardeo de uranio con neutrones era que el núcleo del uranio se rompía en dos.
En 1939 Hahn publicó sus resultados, pero fue Meitner quien explicó el fenómeno introduciendo el término fisión nuclear, en un trabajo publicado en la revista Nature. El uranio-235 se divide en dos y emite dos o tres neutrones nuevos, estableciéndose así una reacción en cadena. Posteriormente, Enrico Fermi demostró que algunos núcleos de uranio originaban la fisión, mientras que otros originaban determinados cambios que llevaban a la producción del elemento número 93 de la tabla periódica, el neptunio.
Este descubrimiento allanó de manera extraordinaria el camino para lograr de forma práctica la liberación de la energía atómica. El descubrimiento de Otto Hahn sirvió de base para que posteriormente se construyera la bomba atómica, proyecto en el que Meitner se negó a participar, con la esperanza de que el proyecto resultara imposible. Meitner no volvió a trabajar sobre la fisión.
Fue una de las figuras más importantes de la física moderna y le fue injustamente negado el premio Nobel de Química de 1944, otorgado solamente a Otto Hahn a pesar de los largos años de colaboración con Meitner en el descubrimiento de la fisión nuclear. Recibió cinco doctorados honoris causa y varias condecoraciones, como la medalla de oro Max Plank, en 1949; el premio Otto Hahn de Física y Química, en 1955; y el premio Enrico Fermi, en 1966. Luchó toda su vida por el uso pacífico de la energía atómica.
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