В конце апреля на объекте был проведен ряд совещаний, целью которых было ознакомление вновь прибывших с состоянием знаний в области атомной физики и разработка четкой программы исследований. Одним из главных теоретических вопросов, которые необходимо было решить, был вопрос о времени протекания ядерной реакции при осуществлении взрыва. В этом случае нужно было учитывать два обстоятельства. Сила взрыва зависит от числа нейтронов, высвобождаемых в ходе цепной реакции. Это число возрастает в геометрической прогрессии по мере развития реакции. Развитие же реакции требует времени, в течение которого энергия, уже освобожденная на предыдущих этапах реакции, может вызвать разброс делящегося вещества и оборвать цепную реакцию раньше, чем прореагирует весь делящийся материал, т. е. произойдет взрыв.
В то время в различных мнениях о вероятной продолжительности реакции недостатка не было, но они были лишь… мнениями. Однако в любом случае так или иначе мы были убеждены, что эффективная мощность любой бомбы, которую мы смогли бы создать, должна была быть небольшой по сравнению с ее потенциальной мощностью.
Наиболее простая конструкция бомбы основывалась на использовании для создания критической массы делящегося материала так называемого ствольного метода. По этому методу одна подкритическая масса делящегося материала направлялась как снаряд в направлении другой подкритической массы, игравшей роль мишени, и это мгновенно создавало сверхкритическую массу, которая должна была взорваться. Такой принцип был использован в конструкции бомбы «Малыш», сброшенной на Хиросиму.
Второй предложенный метод был основан на использовании явления, сходящегося внутрь взрыва (имплозии). В этом случае поток газов от взрыва обычного взрывчатого вещества направляется на расположенный внутри делящийся материал и сжимает его до тех пор, пока он не достигнет критической массы. По этому принципу была создана бомба «Толстяк», сброшенная на Нагасаки. Разработка его была связана со значительными трудностями, так как не было опыта, на основе которого его можно было бы разработать. Человеком, от которого больше, чем от кого-либо, зависело развитие теории бомбы имплозионного (взрывного) типа, в то время был С. Н. Неддермейер. Вначале он один верил в эффективность этого метода, несмотря на невысокое мнение о нем его коллег. В конце 1943 г., когда выяснилось, что некоторые ранее неизвестные свойства плутония затрудняют его безопасное использование в бомбе ствольного типа, мы были весьма благодарны Неддермейеру за его упорную веру в осуществимость бомбы взрывного типа и проделанную им работу, явившуюся основой для ее осуществления.
В это время также дискутировался вопрос о возможности создания бомбы, основанной на принципе ядерного синтеза, который был осуществлен впоследствии в водородной бомбе. Но, поскольку было ясно, что любая такая сверхбомба потребовала бы такого большого количества тепла, которое могла выделить только атомная бомба, вопрос о ее создании должен был решаться во вторую очередь. С другой стороны, ее возможности были столь велики, что исследованиями и изучением ее разработки нельзя было пренебрегать (большей частью это было сделано Эдвардом Теллером, который известен как создатель водородной бомбы). Обсуждался вопрос о возможности ее взрыва в атмосфере, но этот вариант представлялся в высшей степени неудобным с точки зрения здравого смысла. Рассматривался вопрос о силе взрыва такой бомбы, но к единому мнению по этому вопросу не пришли. Однако все понимали, что водородная бомба должна создать взрыв огромной разрушительной силы, значительно большей, чем сила взрыва атомной бомбы.
Оппенгеймеру было дано задание собрать бомбу сразу же после получения необходимого материала. Ему было также сообщено, что это вряд ли произойдет раньше 1945 г., но в любом случае он примерно за шесть месяцев до ожидаемого окончательного срока должен быть полностью готов к изготовлению оружия. Поскольку бомба не могла быть испытана до получения достаточного количества делящегося материала, нужно было провести много вспомогательных испытаний с меньшим количеством делящегося материала меньшей чистоты. Эти испытания должны были бы помочь при конструировании бомб оценке их возможной мощи и вероятности успеха.
Вначале Лос-Аламосская лаборатория была чисто исследовательской организацией. Работа в ней носила научный и даже теоретический характер, поэтому на первых порах почти вся ответственность лежала скорее на ученых, чем на инженерах. С течением времени это соотношение изменилось и инженерно-технические работы, также проводимые на высоком научном уровне, приобрели большое значение, поскольку мы стремились убедиться в том, что бомба сработает.