Les recherches antérieures au projet.

L’idée de créer une bombe atomique n’est pas apparue soudainement, elle a eu, pour cela, besoin des découvertes qu’ont fait des scientifiques depuis 1896.

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Henry Becquerel.

Ainsi, c’est en 1896, avec Henry becquerel, un physicien français, que tout commence, un jour, ne pouvant exposer ses sels d’uranium phosphorescents à la lumière du soleil en raison du mauvais, il les stocke alors dans un tiroir où il a déjà rangé une plaque photographique vierge, protégée par du papier noir. Au bout de quelques jours, revenant chercher ses sels, il remarque que cette plaque porte la trace d’un rayonnement alors que les sels sont restés à l’abri de la lumière. Le physicien s’aperçoit ensuite que ce rayonnement, qu’il appelle « rayons uraniques », est émis par plusieurs sels d’uranium, phosphorescents ou non. Suite à cette découverte, Becquerel en déduis que l’uranium émet naturellement un rayonnement qui lui est propre et qui persiste dans le temps, il vient de découvrir la radioactivité naturelle.
3 ans plus tard, en 1899, un néo-zélandais, Ernest Rutherford, explique ce phénomène, il s’agit de désintégrations spontanées de certains noyaux d’éléments chimiques dits « radioactifs » qui, lorsqu’ils se désintègrent, émettent un noyau fils, plus léger, une particule légère ( il existe 3 différentes sortes de particules légères qui peuvent être émises : les particules alpha, des noyaux d’hélium, composés de deux neutrons et de deux protons, les particules bêta moins, des électrons, particules chargées négativement et les particules beta plus, des positrons, particule chargées positivement ) et un rayon électromagnétique gamma. Ces désintégrations surviennent dan des atomes instables, c’est à dire, des atomes ayant trop de nucléons, ce qui entraine une diminution de l’énergie unitaire de chaque liaison dans le noyau (énergie permettant aux nucléons du noyau de rester ensembles malgré leurs charges différentes ( le noyau est composé de neutrons et de protons )) et le rend donc moins cohérent. Ainsi, en se désintégrant, l’énergie de liaison moyenne des nucléons concernés augmente.

Cette découverte est une véritable révolution, elle remet en cause le statut d’entité indivisible de l’atome, elle marque le début des recherches dans ce domaine.
En 1905, Albert Einstein établit l’équation d’équivalence E = m . c^2 , toute particule de masse m possède, du fait de sa masse, une énergie E de masse définie par le produit de sa masse m par la vitesse ( célérité c ) de la lumière ( 299 792 458 m/s ) au carré.  Cette équation sera fondamentale pour la création de la bombe car lors d’une fission nucléaire, de la masse est perdue et donc de l’énergie est libérée et ainsi produit l’explosion voulue.

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Albert Einstein.

En 1919, Ernest Rutherford fait une autre découverte, en transmutant du nitrogène en oxygène, celui-ci découvre le proton, élément du noyau de l’atome chargé positivement.
En 1930, Ernest Olando Lawrence crée le premier cyclotron, un accélérateur de particules. Les particules sont placés au centre de la chambre d’accélération puis ionisés. Ensuite, elles sont accélérées par un champ électrique de haute fréquence alternatif et soumises à un champ magnétique, ce qui permet de faire courber leur trajectoire et ainsi les faire repasser par la zone accélératrice. Elles forment ainsi des spirales jusqu’à ce qu’elles atteignent le bord de la machine et soient expulsées.

Shéma du premier cyclotron :
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En 1932, James Chadwick découvre le neutron, particule neutre et composante du noyau atomique. 
2 ans plus tard, c’est un scientifique français, Frederic Joliot et sa femme Irene ( la fille de la célèbre Marie Curie ) qui découvrent la radioactivité artificielle. Ainsi, en bombardant une feuille d’aluminium avec des rayons alpha, ils constatent que l’aluminium s’est transformé en une nouvelle substance radioactive .

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Enrico Fermi, un savant italien, reproduis leur expérience en remplaçant les particules alpha par des neutrons. Ces derniers s’avéreront être des projectiles plus efficaces car les neutrons ne subissent pas de répulsion électrique et sont plus légers que les noyaux d’hélium, pénétrant ainsi plus facilement dans le noyau.

En décembre 1938, 2 physiciens allemands, Otto Hahn et Fritz Strassman découvrent à Berlin le principe de la fission nucléaire . Ainsi, en bombardant de l’uranium avec des neutrons, ceux ci remarquent que l’uranium s’est brisé en deux éléments, dont du baryum. 
Otto Frish et la tante de Hahn, Lise Meitner ( réfugiée au Danemark afin de fuir l’Allemagne nazie ) confirment leur découverte et remarquent, en comparant la somme des masses des deux noyaux avec le noyau d’uranium qu’il manque une partie de la masse de départ et qu’elle s’est donc convertie en énergie. En utilisant la loi d’Einstein ( E=m.c^2 ), ces derniers comprennent que l’énergie libérée par cette fission est très important ( de l’ordre de 200 MeV ).

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Cette perte de masse est due au fait que, les noyaux fils étant plus stables, ils sont dans un état d’énergie moindre, qui se traduit par cette perte d’énergie et donc de masse.
En mars 1939, Hahn et Strassman comprennent que les neutrons produits par la fission de l’uranium pourraient briser d’autres noyaux d’uranium.
Exemple de fission nucléaire de l’uranium ( dans ce cas-ci, de l’uranium 235, un isotope naturel ) :

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Ces découvertes ont étées la base scientifique du projet Manhattan et ont ainsi permis la création des bombes.

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