В ноябре 1938 г. в течение недели организованного насилия и террора нацисты вели войну против евреев в Германии. В декабре Ферми с семьей отправился в Швецию, чтобы получить там Нобелевскую премию, и оттуда навсегда переехал в Америку, где его ожидало место профессора Колумбийского университета в Нью-Йорке. Менее чем за год до начала второй мировой войны урановая бомба Ферми начала потихоньку открывать свою тайну. Перед самым рождеством 1938 г. Ган и Штрасман завершили работу над специальной статьей и показали, что при бомбардировке ядер урана относительно медленными нейтронами можно получить ядра бария, масса которых составляет всего лишь около половины массы ядер урана. Таким образом, было похоже, что ядра урана расщеплялись. Все, что было известно физикам, говорило против этого.
Пораженный сделанным открытием, Ган отправил подробное сообщение Лизе Майтнер, и она обсудила эту проблему со своим племянником Отто Фришем, который также бежал от нацистов. Используя мысль Бора о том, что поведение ядер сходно с поведением капель жидкости, Майтнер и Фриш в течение нескольких дней пришли к решению. В результате действия в ядре урана мощных сил электростатического отталкивания оно могло, подобно капле, находиться в состоянии, столь близком к нестабильности, что проникновение в ядро одного- единственного нейтрона вполне способно было послужить причиной его расщепления на две капельки меньшего размера — или же два меньших ядра. Однако постойте. Ведь в силу взаимного электростатического отталкивания эти ядра должны были бы энергично разлетаться в разные стороны. Откуда же могло взяться такое большое количество энергии? Ответом на этот вопрос послужила формула Эйнштейна Е=тс2. Без массы, связанной с энергией разлетающихся осколков, объединенная масса двух меньших ядер была бы значительно меньше массы исходного ядра урана и нейтрона. Если же недостающая масса вновь появляется в виде энергии движения, все становится на свои места. Ядра урана действительно были расщеплены на две почти равные половинки. Этому процессу Майтнер и Фриш дали название деления. Еще более эффектным было предсказание, что деление должно сопровождаться высвобождением колоссального по атомным масштабам количества энергии.
Далее события стали развиваться быстро. В Копенгагене Фриш провел решающий эксперимент, подтвердивший существование предсказанных взрывов энергии. Но еще до этого эксперимента он поспешил изложить теорию деления атомного ядра Бору, который должен был вот-вот уехать в Принстон, где собирался в течение некоторого времени поработать в Институте высших исследований. Бор привез эти сенсационные известия американским физикам в январе 1939 г., и деление ядра урана было многократно подтверждено в Америке еще до того, как Фриш опубликовал результаты своего эксперимента. Ферми одним из первых предположил, что среди осколков расщепленного ядра урана могут оказаться новые нейтроны. Если все так, как предсказал Силард шестью годами раньше, эти нейтроны способны вызвать дальнейшее деление ядер урана, а потому возникает некоторая вероятность того, что этот процесс будет распространяться как цепная реакция и высвобождать катастрофически огромные количества энергии.
В конце марта 1939 г., когда Чехословакия была оккупирована, а Польша находилась под угрозой, англичане и французы решили проявить твердость и заявили, что в случае нападения Германии на Польшу они встанут на ее защиту. Однако эта твердость слишком запоздала и не смогла остановить безудержно мчавшийся к трагедии мир. В это же время Ферми, Силард и другие ученые Колумбийского университета сделали следующие шаги к созданию атомной бомбы, доказав экспериментально, что в процессе деления ядер урана действительно образуются нейтроны.
Все же еще никто не мог сказать, возможно ли создание атомной бомбы. Все шансы, казалось, были против. Однако среди оказавшихся в США физиков-иностранцев, многие из которых эмигрировали, спасаясь от тоталитарного режима Гитлера, росла тревога. Им не надо было напрягать воображение, чтобы представить себе судьбу цивилизации в случае, если гонку за создание атомной бомбы выиграют фашистские диктатуры. Если их опередят демократические государства, тогда тоже, конечно, ничего хорошего ожидать не приходится, но это было бы куда меньшим злом, и следовало приложить все усилия, чтобы не случилось худшее. В апреле Ферми попытался предупредить об опасности командование военно-морских сил США, однако ответом ему было лишь проявление вежливого интереса.