Maria Goeppert Mayer była związana z Argonne w latach 1946-1960. Jest jedną z dwóch kobiet, które otrzymały nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki (drugą jest Maria Curie, w 1903). Urodzona w Niemczech Maria Goeppert uczęszczała na Uniwersytet w Getyndze. Początkowo planowała studiować matematykę, a następnie przeszła na fizykę po wzięciu udziału w seminarium na temat nowo powstającej dziedziny fizyki kwantowej, nauczanym przez słynnego fizyka Maxa Borna. Wydział Fizyki obejmował kilku luminarzy, takich jak James Franck i Adolf Otto Reinhold Windaus. W 1930 roku, kiedy Maria obroniła pracę doktorską—o podwójnych reakcjach fotonowych—Franck, Windaus i Born zasiadali w Komitecie. (Wszyscy czterej naukowcy otrzymaliby Nagrodę Nobla.)

w szkole Maria poznała swojego przyszłego męża, fizyka Josepha Edwarda Mayera, Amerykanina pracującego z fizykiem Jamesem Franckiem. Po ślubie przenieśli się do Stanów Zjednoczonych, gdzie Joseph Mayer wstąpił na wydział Johns Hopkins University.

ponieważ zasady nepotyzmu w latach 30.zabraniały przyznawania nominacji profesorskich obu członkom małżeństwa, Maria nie była w stanie zapewnić sobie zatrudnienia w swojej dziedzinie. Zamiast tego kontynuowała własne badania fizyczne-głównie z zastosowaniem mechaniki kwantowej do problemów chemicznych-bez korzyści z kompensacji.

podczas II Wojny Światowej Goeppert Mayer pracował w Projekcie Manhattan — najpierw nad separacją izotopów na Uniwersytecie Columbia, a później z Edwardem Tellerem w Los Alamos Laboratory.

Po tym, jak Mayers przenieśli się do Chicago w 1946 roku, Maria otrzymała nominację na wydział, dzieląc swój czas między University of Chicago ’ s Institute for Nuclear Studies i Nowo otwarte Argonne National Laboratory, jako starszy fizyk w dziale Fizyki Teoretycznej.

To właśnie w tym czasie opracowała model matematyczny struktury powłok jądrowych, za który otrzymała Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki w 1963 roku, wspólnie z J. Hansem D. Jensenem i Eugene Paulem Wignerem. Model Goepperta Mayera wyjaśnił „dlaczego pewna liczba nukleonów w jądrze atomu powoduje, że atom jest niezwykle stabilny” — zjawisko, które od pewnego czasu zaskakiwało naukowców. Liczby te, nazwane „magicznymi liczbami”, reprezentują protony i neutrony ułożone w skorupach w jądrze atomu.

zmagając się z jej badaniami, Goeppert Mayer miał okazję omówić problem z fizykiem Enrico Fermiem, który zapytał, Czy istnieją dowody na sprzężenie spinowo-orbitalne. Jego pytanie podobno oszołomiło Goepperta Mayera, który później wspominał: „kiedy to powiedział, wszystko zaczęło się układać. W 10 minut wiedziałem … że skończyłem obliczenia tej nocy. Fermi uczył go w klasie w następnym tygodniu.”Teoria Goepperta Mayera z 1948 roku wyjaśniła, dlaczego niektóre jądra były bardziej stabilne niż inne i dlaczego niektóre pierwiastki były bogate w izotopy.

Maria Goeppert Mayer zmarła w 1972 roku. Dziś, ku jej pamięci, Argonne przyznaje doroczne stypendium Maria Goeppert Mayer na całym świecie wybitnym doktorantom i inżynierom, którzy są na wczesnym etapie obiecujących karier.