Payne-Scott nació el 28 de mayo de 1912 en Grafton Nueva Gales del Sur, hija de Cyril Payne-Scott y Amy Neale. Más tarde se mudó a Sídney para vivir con su tía. Asistió a la Escuela Primaria Pública Penrith de 1921 a 1924. Asistió a la Secundaria de Señoritas Cleveland-Street de 1925 a 1926. Completó su escuela secundaria en la Sydney Girls High School. Su diploma escolar contiene notas destacadas en matemática y botánica.
Obtuvo dos becas para cursar estudios terciarios en la Universidad de Sídney, donde estudió física, química, matemática y botánica. Obtuvo un título de Bachelor of Science en física en 1933, un Master of Science en física en 1936, y un Diploma of Education en 1938. En 1936 dirigió investigaciones junto a William H. Love en el Laboratorio de Investigación del Cáncer en la Universidad de Sídney. Probaron que el magnetismo terrestre tiene escasa o nula incidencia en los procesos vitales de los seres vivos a partir de someter a embriones de pollo a campos magnéticos 5.000 veces más potentes. Tiempo atrás existía una extendida creencia de que los campos magnéticos terrestres tenían importantes efectos sobre los seres humanos, y muchas personas sólo dormían con su cabeza apuntando al norte y el cuerpo paralelo al meridiano magnético. (Sigue leyendo...)
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