Maria Goeppert Mayer oli Argonnen osakas vuosina 1946-1960. Hän on toinen vain kahdesta naisesta, jotka ovat saaneet Nobelin fysiikanpalkinnon (toinen on Marie Curie, 1903). Saksassa syntynyt Maria Goeppert opiskeli gottingenin yliopistossa. Aluksi aikoo pääaineenaan matematiikassa, hän muutti fysiikkaa osallistuttuaan seminaariin, joka käsitteli äskettäin syntyvää kvanttifysiikan alaa, jota opetti kuuluisa fyysikko Max Born. Fysiikan tiedekuntaan kuului useita valistajia, kuten James Franck ja Adolf Otto Reinhold Windaus. Vuonna 1930, kun Maria väitteli tohtoriksi kaksoisfotonireaktioista, Franck, Windaus ja Born toimivat komiteassa. (Kaikki neljä tieteilijää saisivat Nobelin palkinnon.)

ollessaan koulussa Maria tapasi tulevan aviomiehensä, fyysikko James Franckin kanssa työskennelleen yhdysvaltalaisen fysikaalisen kemistin Joseph Edward Mayerin. Naimisiin mentyään he muuttivat Yhdysvaltoihin, jossa Joseph Mayer liittyi Johns Hopkinsin yliopiston tiedekuntaan.

koska nepotismin säännöt 1930-luvulla kielsivät tiedekuntanimitysten myöntämisen avioparin kummallekin jäsenelle, Maria ei kyennyt turvaamaan alansa työpaikkoja. Sen sijaan hän jatkoi omaa fysiikan tutkimustaan — pääasiassa kvanttimekaniikan soveltamista kemiallisiin ongelmiin — ilman korvausta.

toisen maailmansodan aikana Goeppert Mayer työskenteli Manhattan — projektissa-ensin isotooppien erottelun parissa Columbian yliopistossa ja myöhemmin Edward Tellerin kanssa Los Alamosin laboratoriossa.

Mayersin muutettua Chicagoon vuonna 1946 Maria sai tiedekuntanimityksen, joka jakoi hänen aikansa Chicagon yliopiston Ydintutkimusinstituutin ja vasta avatun Argonne National Laboratoryn välillä, teoreettisen fysiikan osaston vanhempana fyysikkona.

tänä aikana hän kehitti ydinkuorien rakenteelle matemaattisen mallin, josta hän sai Nobelin fysiikanpalkinnon vuonna 1963 yhdessä J. Hans D. Jensenin ja Eugene Paul Wignerin kanssa. Goeppert Mayerin malli selitti, ”miksi tietty määrä atomin ytimessä olevia nukleoneja aiheuttaa sen, että atomi on erittäin stabiili” — ilmiö, joka oli hämmentänyt tiedemiehiä jo jonkin aikaa. Nämä numerot, joita sanotaan ”taikaluvuiksi”, edustavat atomin ytimen kuoriin järjestettyjä protoneja ja neutroneja.

tutkimuksillaan Goeppert Mayer sai tilaisuuden keskustella ongelmasta fyysikko Enrico Fermin kanssa, joka kysyi, onko spin-orbitaalikytkennästä todisteita. Hänen kysymyksensä kerrotaan tyrmistyttäneen Goeppert Mayerin, joka myöhemmin muisteli: ”kun hän sanoi sen, kaikki loksahti kohdalleen. 10 minuutissa tiesin, että sain laskelmani valmiiksi sinä iltana. Fermi opetti sitä luokalleen seuraavalla viikolla.”Goeppert Mayerin teoria vuodelta 1948 selitti, miksi jotkin ytimet olivat vakaampia kuin toiset ja miksi joissakin alkuaineissa oli runsaasti isotooppeja.

Maria Goeppert Mayer kuoli vuonna 1972. Tänään, hänen muistokseen, Argonne myöntää vuosittain Maria Goeppert Mayer Fellowship kansainvälisesti erinomainen väitöskirjaa tutkijat ja insinöörit, jotka ovat varhaisessa vaiheessa lupaavan uran.