Именно Сахаров высказал теоретические идеи, позволившие значительно сократить время разработки нового сверхмощного оружия. Если американцы взорвали первую атомную бомбу в середине июля 1945 года, а мы на четыре года позже, то промежуток между испытаниями водородных бомб сократился уже только до девяти месяцев (США – в ноябре 1952 года, СССР – в августе 1953 года). Причем американское термоядерное устройство («Майк») было очень большим, сравнимым с объемом большого дома, а советская бомба такой компактной, что ее мог поднять самолет.
«…Я встал спиной к нулевой точке. – описывал Сахаров испытание термоядерной бомбы, проведенное в ноябре 1955 года, – и резко повернулся, когда здания и горизонт осветились отблеском вспышки.
Я увидел быстро расширяющийся над горизонтом ослепительный бело-желтый круг, в какие-то доли секунды он стал оранжевым, потом ярко-красным; коснувшись линии горизонта, круг сплющился внизу. Затем все заволокли поднявшиеся клубы пыли, из которых стало подниматься клубящееся серо-белое облако, с багровыми огненными проблесками по всей поверхности. Между облаком и клубящейся пылью стала образовываться ножка атомно-термоядерного гриба. Она была еще более толстой, чем при первом термоядерном испытании. Небо пересекли в нескольких направлениях линии ударных волн, из них возникли молочно-белые поверхности, вытянувшиеся в конуса, удивительным образом дополнившие картину гриба. Еще раньше я ощутил на своем лице тепло, как от распахнутой печки, – это на морозе, на расстоянии многих десятков километров от точки взрыва!
Вся эта феерия развертывалась в полной тишине.
Прошло несколько минут.
Вдруг вдали на простиравшемся перед нами до горизонта поле показался след ударной волны. Волна шла на нас, быстро приближаясь, пригибая к земле ковыльные стебли…»
В 1953 году Сахаров защитил докторскую диссертацию.
В том же году он был удостоен звания Героя Социалистического труда, получил Государственную премию СССР и был избран в действительные члены Академии. В представлении, поданном в Президиум Академии наук СССР, академики И. В. Курчатов, Ю. Б. Харитон и Я. Б. Зельдович назвали Сахарова выдающимся физиком.
С 1950 года Сахаров, совместно с Таммом, разрабатывал вопросы мирного использования термоядерной энергии. Им принадлежит идея магнитного удержания плазмы, ведь ни одно известное науке вещество не могло выдержать соприкосновения с плазмой, разогретой до температуры в несколько миллионов градусов. В 1952 году по инициативе Сахарова начались работы по созданию взрыво-магнитных генераторов. Постоянное магнитное поле сжималось специальным взрывом, от чего напряженность поля сразу возрастала во много раз. Именно этим методом в 1964 году было получено рекордное магнитное поле напряжением 25 миллионов гаусс.
С середины 50-х годов Сахаров начал задумываться об ответственности ученого за результаты своей деятельности.
«Впечатления от испытаний (термоядерной бомбы) были двойственными, – вспоминал он позже. – С одной стороны, повторю, возникало ощущение колоссальности дела. С другой, когда все это видишь сам, что-то в тебе меняется. Когда видишь обожженных птиц, бьющихся на обгорелых пространствах степи, когда видишь, как ударная волна сдувает здания будто карточные домики, чувствуешь запах битого кирпича, ощущаешь расплавленное стекло, то сразу переносишься в мыслях ко временам войны. И сам момент взрыва, ударная волна, которая несется по полю и прижимает ковыльные стебли, а потом подходит к тебе и швыряет на землю… Все это производит уже внеразумное, но очень сильное эмоциональное впечатление… И как же тут не задуматься об ответственности?.».
Теперь, когда атомное равновесие в мире установлено, решил Сахаров, каждое новое испытание (вследствие повышения фона радиации) только влечет за собой в самом близком будущем бессмысленные смерти многих и многих людей от онкологических заболеваний.