Отделът за „джаджата“, създаден през август 1944 г. да обедини всички дейности върху физиката на бомбата, проектира сърцевината. Най-секретната и опасна работа се извършваше нощем в отдалечения каньон Омега от експертите на този отдел. Един безстрашен 33-годишен канадец, Луис Слотин, управляваше странен уред, наречен „гилотина“. Малко парче разпадащ се материал се пускаше да падне под действие на собствената си тежест през отвор в друг къс с маса малко под критичната, която ставаше критична през време на преминаването му. Краткотрайната верижна реакция се измерваше и регистрираше. В опитите непрекъснато увеличаваха масата на падащия къс и уредите отчитаха все по-силна реакция, докато накрая това „дърпане на опашката на дракона“, както наричаха работата на Слотин, стана прекалено опасно45.
Плутониевите полукълба бяха произведени от металурзите в Химичния отдел на Лос Аламос под ръководството на младия, ненавършил още 30 години Джо Кенеди и доктор Сирил Смит, англичанин, изпратен от Комитета по военна металургия във Вашингтон. Работата на 200-та души в тяхната група беше героична битка с най-екзотичните метали и форми, с които някога металургията се е сблъсквала, в съчетание с комично непознаване на новия метал. Никой от тях не беше виждал дотогава плутоний. В продължение на месеци Смит и Кенеди редовно ходеха до Чикаго, където Сийбърг, Чипман и колегите им се опитваха да им предадат малкото си собствени знания за този странен метал. Чикагската група се занимаваше с микрохимията на плутония, а хората от Лос Аламос трябваше да поемат първите произведени грамове.
Плутоният пристигаше в Лос Аламос във вид на гъст, сироповиден нитратен разтвор и на място от него трябваше да се извлече металът. Изискванията за чистота бяха фантастични и напълно непознати в историята на промишлеността, но накрая металурзите, водени от Ерик Джете, Артър Уол, Айръл Джоунс и Ричард Бейкър, успяха да получат достатъчно количество метал с непостигана дотогава степен на чистота.
Всяка стъпка в производството предлагаше нови изненади. Плутоният беше изключително токсичен и металурзите трябваше да се научат как да боравят с него. Те носеха гумени ръкавици, работеха зад защитен екран и го докосваха само с дълги щипки. Въздухът в здание D не само че се филтрираше, но дори наеха микроскопист от Смитсониънския институт да анализира редовно прашинките в него.
Почти цяла година лабораторията се занимаваше със създаване на подходяща пота за топене на плутоний. Никакъв контейнер не можеше да устои на корозивното действие на този метал и след като опитаха най-различни материали, накрая стигнаха до задънена улица. За щастие един учен от Бъркли, професор Ърман Истман, беше експериментирал с най-различни екзотични материали и един от тях — цериев сулфид — свърши работа за първите поти. През това време Джон Манли, напук на всички теории, опита с магнезиев окис, и въпреки законите на термодинамиката потите от този материал се оказаха сполучливи и бяха възприети.
Толкова малко се знаеше за плътността на плутония, че веднъж, след разгорещен спор, Джо Кенеди и Джон Чипман се хванаха на бас за 10 долара дали тя е 14 или 20. За всеобщо учудване и двамата се оказаха прави! При различни температури този странен метал преминаваше през пет различни състояния — като че ли бяха пет различни метала. Никой не бе успял да предвиди това необикновено поведение. Точката на топене също се оказа далеч по-ниска от очакванията. Изработването на две съвършени полусфери с тегло по няколко килограма от този особен, труден и смъртоносен материал, беше невероятно постижение, което тласна с много години напред развитието на металургията.
Но дори и съвършено изработените сфери от плутоний не можеха да гарантират успешната ядрена реакция. Когато започне разпадането на ядрата, повечето неутрони, произлизащи от външните участъци на сферата, щяха да излетят навън, без да засегнат друго ядро, и реакцията щеше да затихне. Трябваше да се направи нещо, за да се избегне разсейването на неутроните, или поне да се ограничи загубата им. Така се роди идеята за „отражател“, който да обвива като черупка разпадащия се материал на бомбата и да връща обратно в сферата бягащите неутрони. Първите изчисления показаха, че един добър отражател може да намали чувствително критичната маса. Според приблизителните предсказания на Сербър (които впоследствие се оказаха много близо до истината) с отражател критичната маса на уран–235 би трябвало да бъде 15 кг, а за плутония — едва 5.
45
Скоро след края на войната Луис Слотин загина при нещастен случай. По време ни един опит отвертката се изплъзнала от ръката му и той спрял опасния уред с гола ръка, за да спаси колегите си в стаята, при което бил облъчен със смъртоносна доза радиация.