Projet Manhattan est le nom de code du projet de recherche mené pendant la Seconde Guerre mondiale, qui permit aux États-Unis, assistés par le Royaume-Uni, le Canada et des chercheurs européens1, de réaliser la première bombe A de l'histoire en 1945.
Sous la direction du physicien Robert Oppenheimer et du général Leslie Groves, le projet fut lancé en 1942 dans le plus grand secret, suite à une lettre de Leó Szilárd du 2 août 1939 co-signée par Albert Einstein au président Roosevelt selon laquelle l'Allemagne nazie travaillait peut-être sur un projet équivalent2. En fait, les efforts de recherches allemandes sur le sujet étaient assez limités.
Le projet Manhattan conduisit à la conception, la production et l'explosion de trois bombes atomiques. La première, une bombe au plutonium (appelée « Gadget », « Trinity » étant le nom de code du premier essai atomique de l'histoire), fut testée le 16 juillet 1945 dans le désert près d'Alamogordo dans l'État du Nouveau-Mexique. Les deux suivantes, l'une à l'uranium et l'autre au plutonium (appelées Little Boy et Fat Man), furent larguées respectivement sur les villes japonaises de Hiroshima le 6 août 1945 et Nagasaki le 9 août.
En 1945, le projet employait plus de 130 000 personnes. Il coûta près de deux milliards USD au total.
Bien que plus de trente sites de recherche et de production aient été impliqués, le projet Manhattan fut largement mis en œuvre dans trois cités scientifiques dont l’existence fut gardée secrète jusqu’à la fin de la Seconde Guerre mondiale : Hanford dans l’État de Washington, Los Alamos dans l’État du Nouveau Mexique et Oak Ridge dans l’État du Tennessee. Le Laboratoire national de Los Alamos fut construit sur une mesa qui accueillait auparavant la Los Alamos Ranch School. Le site de Hanford, qui atteignit près de 2 600 km2, prit la place de terres irriguées, de vergers, d’une voie ferrée et de deux communautés agricoles, Hanford et White Bluffs. Les usines d'Oak Ridge, qui couvraient plus de 243 km², prirent la place de plusieurs communautés agricoles. Des familles installées là depuis des générations eurent seulement deux semaines pour évacuer leurs terres.
Certains sites comme le Laboratoire national de Los Alamos et le Laboratoire national d'Oak Ridge sont encore en activité aujourd’hui.
Durant l’entre-deux-guerres les États-Unis prirent la tête de la recherche en physique nucléaire, grâce aux efforts des physiciens locaux et des immigrants récents. Ces scientifiques avaient développé de nouveaux instruments, comme le cyclotron et d’autres accélérateurs de particules, qui permirent de découvrir de nouveaux éléments, dont les radioisotopes comme le carbone 14.
Le 16 janvier 1939, Niels Bohr arriva du Danemark aux États-Unis pour passer plusieurs mois à l’université de Princeton. Juste avant son départ du Danemark, deux de ses collègues, Lise Meitner et Otto Robert Frisch (deux réfugiés d’Allemagne), lui avaient fait part de leur hypothèse selon laquelle l’absorption d’un neutron par un noyau d’uranium provoque parfois la séparation de celui-ci en deux parties approximativement égales et la libération d’une énorme quantité d’énergie, un phénomène qu’ils appelaient « fission nucléaire ». Cette hypothèse se fondait sur l’importante découverte d'Otto Hahn et Fritz Strassmann (publiée dans Naturwissenschaften au début du mois de janvier 1939) qui démontrait que le bombardement d’uranium par des neutrons produisait un isotope du baryum. Bohr avait promis de garder secrète l’interprétation de Meitner et Frisch jusqu’à ce qu’ils publient un article afin de leur assurer la priorité, mais à bord du bateau il en parla avec Léon Rosenfeld, en oubliant de lui demander de respecter le secret. Dès son arrivée, Rosenfeld en parla à tous les physiciens de Princeton, et la nouvelle se répandit à d’autres comme le physicien d’origine italienne Enrico Fermi de l’université Columbia. Les conversations entre Fermi, John R. Dunning et G. B. Pegram débouchèrent sur la recherche à Columbia des rayonnements ionisants produits par les fragments du noyau d’uranium.
Le 26 janvier 1939, se réunit une conférence de physique théorique à Washington D.C., organisée conjointement par l’université George Washington et la Carnegie Institution de Washington. Fermi quitta New York pour participer à cette conférence avant le lancement des expériences de fission à Columbia. Bohr et Fermi discutèrent du problème de la fission, Fermi mentionnant en particulier la possibilité que des neutrons puissent être émis durant le processus. Bien que ce ne soit qu’une hypothèse, ses conséquences c’est-à-dire la possibilité d’une réaction nucléaire en chaîne étaient évidentes.
Dans un discours de 1954 prononcé à l’occasion de son départ de la présidence de l’American Physical Society, Fermi se rappelle cet épisode :
« Je me souviens avec précision du premier mois, janvier 1939, où j’ai commencé à travailler dans les Laboratoires Pupin car tout est allé très rapidement. À l’époque, Niels Bohr enseignait à Princeton et je me souviens qu’un après-midi Willis Lamb est revenu très excité pour annoncer que Bohr avait divulgué une grande nouvelle. Cette fuite était la découverte de la fission et au moins les grandes lignes de son interprétation. Ensuite, un peu plus tard durant le même mois, il y a eu une conférence à Washington où l’importance potentielle du phénomène de fission nouvellement découvert a été pour la première fois discutée à moitié sérieusement comme source possible d’énergie nucléaire. » Lire la suite
