Il Progetto Manhattan è stato un programma di ricerca e sviluppo in ambito militare che portò alla realizzazione delle prime bombe atomiche durante la seconda guerra mondiale. Fu condotto dagli Stati Uniti d'America con il sostegno di Regno Unito e Canada. Dal 1942 al 1946 il programma fu diretto dal generale del corpo del Genio militare degli Stati Uniti Leslie Groves.
Nel tempo il progetto assorbì l'analogo britannico Tube Alloys. Il progetto Manhattan iniziò con poche risorse nel 1939 ma crebbe fino ad occupare più di 130 000 persone e costò quasi 2 miliardi di dollari americani (27 miliardi di dollari attuali). Oltre il 90% dei costi fu impiegato per costruire edifici e produrre materiale fissile, con solo il 10% impiegato per lo sviluppo e la produzione di armi. L'attività di ricerca e produzione ebbe luogo in più di 30 zone diverse tra Stati Uniti, Regno Unito e Canada.
Il Progetto Manhattan includeva attività di intelligence sul programma nucleare militare tedesco. Il personale del Progetto Manhattan, nell'ambito dell'operazione Alsos, fu inviato in Europa, talvolta oltre le linee nemiche, dove raccolse materiale e documenti del programma tedesco oltre che arruolare scienziati tedeschi. La componente militare del progetto fu chiamata Manhattan District, in sostituzione del nome in codice ufficiale Development of Substitute Materials.
Malgrado le precauzioni prese per tenere segreto il Progetto Manhattan, le spie sovietiche vennero a conoscenza delle operazioni condotte dal governo statunitense per la costruzione della bomba atomica.
Storia La ricerca sull'energia nucleare e la lettera a Roosevelt Nel 1919 il fisico neozelandese Ernest Rutherford, nell'ambito della ricerca sull'atomo in corso dall'inizio del XX secolo soprattutto nelle università di Cambridge, Gottinga e Copenaghen, aveva eseguito con successo il primo rivoluzionario esperimento di quella che egli definì "disintegrazione dell'atomo"; questo fenomeno, sulla base dei calcoli teorici eseguiti con le celebri formule della relatività di Albert Einstein, sembrava poter liberare una enorme quantità di energia.. La ricerca dei fisici mondiali, largamente autonoma ma interconnessa per la costante circolazione delle idee tra di essi, proseguì negli anni Venti con gli studi del danese Niels Bohr e del tedesco Werner Karl Heisenberg sulla nuova meccanica quantistica, in grado di prevedere il comportamento delle particelle subatomiche..
Dall'inizio degli anni trenta la ricerca teorica dei fisici mondiali produsse continue e sensazionali scoperte; nel 1932 il britannico James Chadwick dimostrò l'esistenza del neutrone, nel 1934 l'italiano Enrico Fermi descrisse la formazione di isotopi attraverso il bombardamento dell'atomo con neutroni; nel 1938 i tedeschi Otto Hahn e Fritz Strassmann riprodussero il fenomeno che essi denominarono fissione nucleare e Lise Meitner e Otto Frisch analizzarono meglio il fenomeno, in particolare sull'uranio, affermando che questo elemento, essendo particolarmente instabile, fosse facilmente divisibile, provocando la liberazione di una quantità enorme di energia..
Gli esperimenti sulla fissione nucleare furono riprodotti sperimentalmente in molti laboratori alla fine degli anni trenta, sia in Europa che negli Stati Uniti, dove, all'Università di Berkeley, era già stato costruito, su progetto del fisico Ernest Orlando Lawrence all'inizio del decennio, il primo acceleratore di particelle, denominato ciclotrone.. Un momento decisivo della ricerca nucleare era, in realtà, già stato raggiunto nel 1933, quando per la prima volta il fisico ebreo ungherese fuoriuscito, Leó Szilárd, residente in Gran Bretagna, aveva formulato la teoria di una possibile reazione a catena di fissioni nucleari in grado di autosostenersi..
Szilárd non era solo un brillante fisico teorico, ma comprendeva anche le possibili implicazioni globali dei risultati della ricerca scientifica; egli nel 1938 era particolarmente allarmato dalla possibile applicazione degli studi sulla fissione nucleare nel campo delle armi e della guerra, quindi, insieme ad altri due eccellenti fisici ebrei ungheresi fuoriusciti, Edward Teller e Eugene Wigner, temeva che la Germania nazista potesse sfruttare le scoperte dei propri preparatissimi scienziati per costruire una nuova "super-bomba" sfruttando l'energia nucleare.
Inizialmente i tre scienziati di origine ungherese si preoccuparono della possibilità che i tedeschi ottenessero l'uranio per la fissione dalle miniere del Congo belga e quindi decisero di parlare con Albert Einstein, il fisico più autorevole e famoso del mondo, per convincerlo a scrivere una lettera alla regina del Belgio, che egli conosceva personalmente, per invitarla a non vendere l'uranio alla Germania nazista.. Il 16 luglio 1939 Szilárd e Wigner si recarono sull'isola di Long Island e incontrarono Einstein, che approvò subito la loro richiesta e dettò una sua lettera, trascritta in tedesco da Wigner, indirizzata all'ambasciatore belga negli Stati Uniti..
L'intervento dell'economista Alexander Sachs, che era stato informato da un amico di Szilárd delle intenzioni dei tre scienziati ungheresi, cambiò completamente la situazione: Sachs si incontrò con Szilárd e affermò che la cosa più opportuna da fare era informare il presidente Franklin Delano Roosevelt, che egli conosceva personalmente e a cui avrebbe consegnato direttamente la lettera di Einstein.. Edward Teller si accordò con Sachs e quindi Szilárd preparò in tedesco una lettera a Roosevelt sulla base del testo iniziale di Einstein, spedendola poi per l'approvazione a Long Island. Il 30 luglio 1939 Einstein, Teller e Szilárd si incontrarono di nuovo e compilarono una nuova versione della lettera; alcuni giorni dopo Szilárd rielaborò il testo insieme a Sachs, inviando ad Einstein una versione "breve" e una versione "lunga" della lettera al presidente.. Il fisico tedesco approvò la versione "lunga" della lettera che poi Szilárd inviò a Sachs il 15 agosto 1939..
Sachs intendeva leggere personalmente la lettera a Roosevelt per suscitare maggiormente la sua attenzione, ma, a causa delle vicende politiche internazionali dominate dall'inizio della guerra in Europa il 1º settembre 1939, non gli fu possibile vedere subito il presidente. Nonostante lo scetticismo di Szilárd e Wigner per i continui rinvii di Sachs, questi finalmente incontrò Roosevelt l'11 ottobre 1939 e gli lesse una sua rielaborazione sintetica della lettera di Einstein e Szilárd. Sachs fu particolarmente convincente e il presidente comprese che si trattava "di fare in modo che i nazisti non facciano saltare in aria noi"; Roosevelt decise di costituire un primo comitato sotto la direzione del capo del National Bureau of Standards Lyman Briggs..
Briggs tenne la prima riunione del nuovo "Comitato consultivo per l'uranio" il 21 ottobre 1939 a Washington, nella sede del dipartimento del commercio; vi presero parte nove persone, tra cui, oltre a Briggs, Szilárd, Wigner e Teller, Sachs e i rappresentanti militari, il tenente colonnello Adamson, dell'U.S. Army, e il comandante Hoover, della U.S. Navy.. Szilárd iniziò la discussione affermando che c'era la possibilità di costruire una bomba all'uranio mediante una reazione a catena con una potenza distruttiva equivalente a quella di 20.000 tonnellate di esplosivo convenzionale, ma il tenente colonnello Adamson intervenne manifestando con sarcasmo il suo scetticismo.. Dopo alcuni interventi teorici che evidenziarono le difficoltà scientifiche ancora da superare, Briggs e Sachs difesero la ricerca dei fisici ungheresi e sottolinearono soprattutto le sue implicazioni potenzialmente decisive per la difesa degli Stati Uniti.. A questo punto intervenne Teller che sostenne le tesi di Szilárd e richiese, su esplicita domanda del comandante Hoover, 6.000 dollari per "comprare la grafite"; seguì un nuovo intervento polemico del tenente colonnello Adamson che sminuì l'importanza delle "nuove armi" che, a suo parere, non vincevano le guerre.. Dopo un duro scontro con Wigner, alla fine Adamson appoggiò la richiesta di denaro per continuare la ricerca..
Il 1º novembre 1939 il Comitato consultivo per l'uranio compilò un primo rapporto che venne inviato al presidente Roosevelt che lo lesse il 17 novembre; il documento affermava che la ricerca sulla "reazione a catena" poteva essere utile come fonte di energia per i sottomarini e forse anche come "possibile fonte di bombe" più distruttive di "qualsiasi cosa oggi conosciuta"; il comitato richiedeva adeguati finanziamenti per "un'accurata ricerca". Il presidente Roosevelt apparve interessato e inserì il documento nel suo schedario personale ma per il momento non prese alcun'altra iniziativa concreta.
Gli inizi del programma atomico statunitense
I mesi successivi alla prima riunione del Comitato consultivo sull'uranio furono particolarmente deludenti per Szilárd e i fisici ungheresi; non si ebbero nuove notizie durante l'inverno e solo a febbraio 1940 l'aiutante militare del presidente Roosevelt convocò Briggs da cui seppe che al momento si era ancora in attesa dei risultati delle ricerche di Fermi, finanziate con i 6.000 dollari iniziali, sulla funzione della grafite come "assorbitore" di neutroni.. Szilárd era sempre più preoccupato; mentre completava un suo studio teorico sulle "reazioni a catena divergenti", era venuto a conoscenza del lavoro su esperimenti con uranio e acqua del gruppo francese dei coniugi Frederic Joliot e Irene Curie soprattutto di ricerche segrete sull'uranio svolte dai tedeschi all'Istituto Kaiser Wilhelm.. Egli quindi decise nuovamente di consultare Einstein, e i due fisici scrissero una nuova lettera indirizzata a Sachs che a sua volta cercò ripetutamente di contattare Roosevelt, il quale il 5 aprile 1940 rispose a Sachs confermando la fiducia in Briggs e convocando una nuova riunione del Comitato per l'uranio per il 27 aprile..
La seconda riunione del "Comitato per l'uranio" guidato da Briggs fu ancor più deludente della prima; in questa occasione vennero presentati i risultati dei lavori sull'uranio intrapresi da varie università americane che sembravano escludere la possibilità di una reazione a catena esplosiva utilizzando i neutroni lenti sull'uranio naturale o sull'isotopo Uranio-238; inoltre, i calcoli sulla massa critica necessaria, sviluppati da Teller, facevano supporre la necessità di una quantità di uranio enorme, dell'ordine di alcune decine di tonnellate che avrebbe reso praticamente impraticabile la costruzione di ordigni bellici funzionali e utilizzabili.. Già in precedenza scienziati europei avevano ugualmente cercato di calcolare la massa critica necessaria e il francese Francis Perrin aveva creato una formula matematica con la quale aveva calcolato la necessità di 44 tonnellate di uranio..