Din 1925 în Germania se instaurează guvernul lui Hitler care îi persecută pe evrei şi astfel foarte mulţi evrei printre care şi mari fizicieni părăsesc Germania, refugiindu-se în alte ţări. Între anii 1933-1935 pleacă în America mulţi oameni de ştiinţă printre care : Albert Einstein, Edward Teller (fizician maghiar, părintele bombei cu Hidrogen), Eugen Wigner, James Franck, Leo Szilard, iar în 1938 şi Enrico Fermi. În aceşti ani în America are loc cea mai mare concentrare de oameni de ştiinţă cunoscută vreodată. Dacă până acum oamenii de ştiinţă din ţările Europei studiau împreună la o universitate din Anglia, Franţa sau Germania, iar descoperirile pe care le făcea unul dintre ei aveu să fie cunoscute şi aprofundate de toţi, de acum înainte fiecare ţară avea să ţină în secret mai ales descoperirile care se realizau în fizica atomică.

            Înainte de a pleca în America, Enrico Fermi descoperă reacţiile nucleare efectuate de neutronii încetiniţi cu grafit sau apă grea, şi va folosi mai târziu neutronii încetiniţi pentru a determina reacţiile în lanţ.

            În anul 1938 fizicienii germani Otto Hahn şi Fritz Strassman descoperă, la Berlin, că în procesul de fisiune (divizarea nucleului de Uraniu în două cu ajutorul unui neutron), se dezvoltă o mare cantitate de energie.Tot atunci ei descoperă şi posibilitatea realizării unei reacţii în lanţ. Astfel se conturează ideea realizării unei arme atomice pe baza unei reacţii în lanţ. După această descoperire, în Germania nu se mai face nici un comentariu şi nu mai apare nici o publicaţie ştiinţifică referitoare la acest subiect. Acest lucru dă de bănuit oamenilor de ştiinţă din America, bănuielile lor confirmându-se când, pe neaşteptate, naziştii interzic exploatarea Uraniului din bogatele mine cehoslovace pe care puseseră stăpânire, ceea ce însemna că fizicienii germani se gândeau la folosirea Uraniului pentru a construi o bombă atomică. Şi întradevăr, la Institutul Kaiser Wilhelm din Berlin, fizicianul german Werner Heisenberg lucrează la proiectul bombei atomice.

            În anul 1939 izbucnirea războiului mondial întrerupe paşnicul “voiaj spre necunoscut” : ştiinţa şi tehnica sunt mobilizate să slujească unor scopuri distructive.

            În acelaşi an trei dintre fizicienii emigraţi în America, Szilard, Wigner şi Fermi, îi trimit , cu ajutorul lui Einstein, o scrisoare preşedintelui Americii, Francklin Delano Roosevelt, prin care îi comunică descoperirile făcute în ultima perioadă (o masă mare de Uraniu poate determina o reacţie în lanţ, această reacţie dezvoltând o uriaşă cantitate de energie, iar acest fenomen nou ar putea duce la construirea unor bombe extrem de puternice), îl înştiinţează pe preşedinte că germanii cunosc deja aceste lucruri şi probabil că plănuiesc construirea unor bombe de acest fel, constituind astfel un pericol pentru întreaga lume şi îi cer aprobarea de a crea o armă atomică, sperând să realizeze acest lucru înaintea germanilor. În acelaşi an preşedintele dă acordul fizicienilor de a acţiona, toate planurile şi operaţiunile devin strict secrete, însă doar din 1941 se intră în faza concretă a realizării bombei atomice. Această operaţiune a fost numită ‘Proiectul Manhattan’ şi a fost condusă de generalul Leslei Richard Groves. Pentru realizarea acestui proiect s-au cheltuit în total aproximativ trei miliarde de dolari, iar după doi ani aproape 150 de mii de persoane lucrează în cel mai mare secret la acest proiect. Acest secret nu îl cunoştea  nici măcar Einstein care a aflat de existenţa unei bombe atomice după explozia de la Hiroshima, când evenimentul a apărut în ziare.

     În 1942 Fermi construieşte o pilă atomică formată din plăci de grafit şi cilindri de Uraniu, dispuşi alternativ, în care reacţia în lanţ să se autoîntreţină, bombardarea nucleelor de Uraniu realizându-se cu neutronii încetiniţi care treceau prin grafit.

În acelaşi an, unui tânăr fizician, pe nume Julius Robert Oppenheimer, i s-a cerut să se ocupe de partea proiectului referitoare la fabricarea armelor atomice.    Între timp, în Germania studiile şi proiectele pentru realizarea unei bombe atomice se desfăşurau foarte greu, deoarece mai rămăseseră foarte puţini fizicieni care să se ocupe de acest lucru. Era nevoie de mulţi tehnicieni, mecanici, chimişti şi de foarte mulţi bani pe care guvernul german nu îşi permitea să-l risipească şi, de asemenea, nu dispuneau de Uraniul şi de apa grea necesare. Convinşi că în aceste condiţii nu vor reuşi niciodată să realizeze o bombă atomică, fizicienii germani au hotărât să realizeze nişte reactoare nucleare. Ei făceau rost de apa grea necesară de la uzina din Rjukan (Norvegia), care era sub stăpânirea lor. Dar, în 1943, nişte soldaţi norvegieni, instruiţi de englezi, bombardează uzina, distrugând toată cantitatea de apă grea care se afla acolo şi blocând astfel planurile germanilor.

            La sfârşitul anului 1942 lui Robert Oppenheimer îi vine ideea de a construi un laborator imens care să reunească pe toţi atomiştii din America şi toate cercetările care se refereau la proiectul construirii unei bombe atomice. Acest superlaborator a fost construit pe podişul Los Alamos din New Mexico, un podiş izolat, înconjurat de munţi. Laboratorul a început să funcţioneze din 1943, iar conducerea lucrărilor de aici i-au fost încredinţate lui Oppenheimer. Astfel, Oppenheimer va deveni părintele bombei atomice. Înte anii 1943-1945, cât a durat construirea bombei, Los Alamos a cunoscut o concentrare de oameni fără precedent în istorie.

            Tot în 1943 fizicienii de la Los Alamos au mai construit încă trei pile atomice, mai mari însă decât cea a lui Fermi. Cunoscând pericolul pe care îl reprezentau germanii dacă construiau o bombă atomică şi neştiind în ce stadiu au ajuns fizicienii nemţi cu cercetările, cei de la Los Alamos se grăbeau, lucrând de dimineaţa până noaptea târziu.