Клаус Фукс стал сотрудником группы «Т-1» («Термодинамика имплозивных процессов») отдела теоретической физики, которой руководил известный немецкий физик Ганс Бете, друг Рудольфа Пайерлса еще по Мюнхенскому университету. Он, собственно, и способствовал тому, чтобы Пайерлсу предложили работу в Лос-Аламосе. Когда встал вопрос о Фуксе, то Бете с удовольствием разрешил взять его с собой. Он помнил его еще по Бристольскому университету, где в 1934 году некоторое время работал, бежав из нацистской Германии. В его памяти он остался «очень талантливым, спокойным и скромным» молодым ученым, и Бете вскоре сам убедился в выдающихся способностях физика-теоретика Клауса Фукса.

Из неопубликованного интервью Клауса Фукса: «…два года, проведенные мной в Лос-аламосской лаборатории, не изгладятся из моей памяти. Мне выпало счастье работать рука об руку с выдающимися учеными нашего столетия, чьи имена стали уже почти легендарными: Н. Бором, Э. Ферми, Г. Бете, Р. Фейнманом, Э. Сегре, Дж. Чэдвиком, Р. Пайерлсом, О. Фришем и другими. И в научном, и в человеческом смысле это был, пожалуй, кульминационный пункт не только моей жизни, но и многих других ученых, ставших впоследствии Нобелевскими лауреатами и основателями целых научных направлений. Для меня Лос-Аламос стал уникальной научной и человеческой школой.

Ядерная физика была в ту пору молодой наукой. Средний возраст всех работавших в Лос-Аламосе был около 25 лет, и вы можете себе представить, каким удивительно задорным и дерзким, в научном, разумеется, смысле, был этот коллектив. Тон, разумеется, задавали маститые ученые с именами, а некоторые уже и с нобелевскими титулами. Но и мы, молодое поколение, старались не отставать ни в чем. И по возрасту, и по научным заслугам я, разумеется, принадлежал к самому молодому поколению физиков, признанными лидерами среди которых (и я очень не хочу, чтобы мои слова расценили как нескромность) были Ричард Фейнман и Клаус Фукс…»

Хотя Лос-аламосская лаборатория была замкнутой и изолированной от внешнего мира общиной, уровень секретности в ней был все же ниже, чем, например, в Оук Ридже или Хэнфорде. Тем не менее все лаборатории были окружены оградой и охрана пропускала туда лиц, имевших специальное разрешение. Еще одна ограда окружала весь городок. При выходе и входе проводилась проверка. На любые поездки за пределы Лос-Аламоса требовалось специальное разрешение. Если семья ученого получала разрешение на проживание в Лос-Аламосе, она уже больше не могла покинуть его. Само существование лаборатории было тайной, и поэтому вся почтовая корреспонденция должна была направляться по следующему адресу: «Служба инженерных войск вооруженных сил США. Почтовый ящик 1663. Санта-Фе. Нью-Мексико». Вся она перлюстрировалась еще более тщательно, чем на других объектах «Манхэттенского проекта».

До Пайерлса работой группы «Т-1» руководил достаточно известный в то время в США физик Эдвард Теллер, ставший впоследствии «отцом» водородной бомбы, в основе которой лежат термоядерные реакции синтеза легких элементов в более тяжелые. Теоретический прорыв в этой области произошел летом 1944 года, когда Теллеру пришла в голову мысль использовать в качестве «зажигания» для термоядерных реакций синтеза атомный детонатор — небольшой атомный заряд, взрыв которого в сердцевине «супербомбы» создаст необходимую для этих реакций температуру. С этого момента Теллер начал считать свою работу приоритетной и требовать от Оппенгеймера и Бете большей поддержки своим исследованиям. Хотя бомбы, основанные на реакции деления урана и плутония, казались более реальными и достижимыми, Теллеру и его группе не только разрешили работать над своим проектом, но и даже освободили от участия в теоретических разработках плутониевой бомбы. Это событие совпало по времени с приездом Пайерлса и Фукса, которым, в связи с уходом Теллера, предложили заняться термодинамикой имплозивных процессов.

Поразительно, но Теллеру, который редко когда кому симпатизировал, Клаус Фукс нравился. Он считал его «очень способным» физиком, а в устах Теллера это было, пожалуй, наивысшей похвалой, так как равными себе он признавал буквально трех-четырех современных ученых-физиков. Позднее, уже после окончания войны, Клаус Фукс во время своих коротких поездок в Соединенные Штаты несколько раз встречался с Теллером и как-то провел в их доме целый вечер. Так неисповедимо сошлись жизненные пути двух ученых, оказавшихся к концу жизни на самых разных политических общественных и нравственных полюсах.

Из неопубликованного интервью Клауса Фукса: «…в конце 1944 года я начал заниматься теоретическими расчетами величины необходимой массы плутониевого ядерного горючего и разработкой метода имплозии (взрыва, сходящего внутрь) для перевода заряда в надкритическое состояние. Моей задачей как раз стала разработка математического аппарата, способного объяснить возникавшие в ходе экспериментальной фазы исследований колебания, нарушавшие одновременное протекание имплозивного эффекта, в результате чего запал в самом центре плутониевой бомбы взрывался слишком быстро и ядерного взрыва всей надкритической массы плутония не происходило. Этой проблемой, оказавшейся исключительно сложной как в техническом, так и в теоретическом плане, я занимался вплоть до Аламогордо. И разумеется, я подробно проинформировал советских товарищей о том, как технически была решена эта задача и на какой теоретической базе…»

…В декабре 1944 года Клаус Фукс написал своей сестре Кристель письмо, в котором лаконично сообщал, что приехать на рождественские праздники не сможет. Причину он не сообщал, так как она не знала ни где он, ни чем занимается. Ему удалось вырваться в Бостон ненадолго лишь через два месяца, в феврале 1945 года. Кристель рассказала ему о визите незнакомого друга в ноябре и передала ему плотно запечатанный конверт. Фукс позвонил по указанному номеру, и уже через два дня Гарри Голд стоял на пороге дома Хейнеманов. Кристель позвала брата. Обменявшись приветствиями, мужчины уединились в одной из свободных комнат. Клаус Фукс кратко проинформировал о Лос-аламосской лаборатории и предложил встретиться через два дня в Бостоне, пообещав подготовить к этому времени подробный письменный отчет. Встретившись с «Раймондом» в указанное время, он передал ему объемистый пакет и договорился о новой встрече, на этот раз в Санта-Фе. По его словам, работы в Лос-Аламосе вступали в свою кульминационную фазу, и поэтому выехать куда-либо за пределы штата Нью-Мексико в ближайшие полгода он не сможет. Голд предложил июнь, так как это совпадало с его отпуском. Фукс показал ему специально привезенную с собой карту Санта-Фе и указал на ней место встречи. Связь была восстановлена… Из секретного меморандума Гувера Сауэрсу: «…во время своего первого контакта с русским агентом после переезда в Лос-Аламос, который состоялся в феврале 1945 года в Бостоне, штат Массачусетс, Фукс подготовил обобщенный доклад, в котором суммировал все известное ему о создании атомной бомбы и то, как он представлял себе эту проблему. В этом докладе в специальном разделе говорилось о трудностях на пути к созданию плутониевой бомбы, включая высокий уровень спонтанной делимости плутония и связанную с ней необходимость использования метода имплозии для перевода плутониевого заряда в надкритическую массу.

Он передал расчеты величины критической массы плутония и сообщил русским также о том, что центральной проблемой на пути к созданию плутониевой бомбы был выбор метода имплозии с целью создания необходимого однородного высокого давления внутри бомбы: либо с помощью системы специальных сильновзрывчатых «линз», либо путем одновременного взрыва однородной сферы, составленной из мощного взрывчатого вещества.

Он сообщил об имевшихся на тот период времени идеях конструкции запального устройства, хотя эти идеи, по его собственной оценке, носили очень неопределенный характер. В момент написания своего доклада в феврале 1945 года, в разделе о конструктивных принципах плутониевого заряда он сообщил только об идее полой плутониевой сердцевины ядерного устройства, так как не знал тогда ничего об идее цельнометаллического плутониевого заряда…»