Ngày 16 tháng 7 năm 1945, Mỹ đã thử nghiệm kích nổ quả bom hạt nhân đầu tiên, vụ thử nghiệm được đặt mật danh Trinity nằm trong dự án thử nghiệm hạt nhân mang tên dự án Manhattan
Mật danh của lần kích nổ được nhà khoa học vật lý J. Robert Oppenheimer – giám đốc phòng thí nghiệm Los Alamos. Vật thử nghiệm là quả bom nặng 108 tấn chỉ chứa khoảng 6kg plutonium có tên gọi “The Gadget”. Đây là quả bom có thiết kế giống như quả bom nguyên tử có tên “Ông Mập” – “The Fat Man” được ném xuống thành phố Nagasaki của Nhật sau đó vào ngày 9 tháng 8 năm 1945.
Dự án khi đó đã tiêu tốn số tiền khổng lồ “lên tới hàng tỉ USD” và một vụ thử thất bại cũng có thể đặt dấu chấm hết cho nỗ lực chế tạo bom hạt nhân. Quân đội Mỹ bắt đầu hoạt động chuẩn bị cho vụ thử hạt nhân từ tháng 3.1944, trước 1 năm 6 tháng so với thời điểm bom hạt nhân được kích nổ.
Vào giai đoạn cuối để thử nghiệm kích nổ quả bom hạt nhân đầu tiên, 250 nhà khoa học đã tập trung ở khu vực Trinity thuộc sa mạc bang New Mexico. Trung úy Bush đã huy động 125 binh sĩ để bảo vệ khu vực bên trong. Còn thiếu tá T.O. Palmer với 165 binh sĩ thiết lập hàng rào bảo vệ bên ngoài khu vực. Tướng Leslie Groves, người trực tiếp chỉ đạo vụ thử hạt nhân, chuẩn bị 4 kịch bản khác nhau để trả lời trước báo giới, bao gồm từ thử bom hạt nhân thành công cho đến kịch bản bom hạt nhân đe dọa cộng đồng dân cư và sự cố dẫn đến chết người. Groves yêu cầu thống đốc bang New Mexico sẵn sàng tuyên bố tình trạng thiết quân luật nếu tình hình vượt ra ngoài tầm kiểm soát.
Vụ thử hạt nhân được ấn định vào 4 giờ sáng ngày 16.7.1945, nhưng mãi đến 5 giờ 29 phút sáng mới có thể diễn ra vì trời mưa và có nhiều sấm chớp. Các nhà khoa học e ngại mưa sẽ làm gia tăng lượng phóng xạ rơi xuống và sấm chớp sẽ làm kích nổ quả bom hạt nhân. 2 máy bay B-29 làm nhiệm vụ quan sát từ trên cao. 3 khu trú ẩn được thiết lập cách đó 9.100m ở 3 hướng Bắc, Tây và phía Nam để 3 nhóm của các nhà khoa học thử nghiệm. Những người khác sẽ đứng quan sát cách đó 32km
Nhiều nhà khoa học khá bi quan về cuộc thử nghiệm. Ramsey cho rằng quả bom sẽ tịt ngòi. Robert Oppenheimer cho rằng sức nổ sẽ là 0.3Kiloton TNT (tương đương 300 tấn thuốc nổ TNT), Kistiakowsky cho rằng sức nổ khoảng 1.4 Kilotons , Bethe thì chọn 8 Kilotons, Rabi là người đến sau cùng chọn 18 Kilotons và thắng cuộc dự đoán
Quả bom được đặt trên 1 tháp cao 30m. Các kỹ sư Mỹ kích nổ quả bom từ khoảng cách xa 9.000 mét. Chủ tịch Đại học Harvard là ông James Conant khi đó quan sát từ khoảng cách 16km miêu tả
“Cả bầu trời đột nhiên tràn ngập ánh sáng trắng, giống như ngày tận thế”,
Âm thanh của vụ nổ có thể nghe thấy từ cách xa 160km và tạo một đám mây bụi cao 12.1km. Một nghiên cứu gần đây kết luận rằng vụ thử hạt nhân tạo ra nguồn năng lượng mạnh đến mức nhìn thấy được từ sao Hỏa. Nhiệt độ ở điểm kích nổ được ghi nhận nóng gấp 10.000 lần nhiệt độ bề mặt Mặt trời. Các nhân chứng đứng xa 16km vẫn cảm thấy được sức nóng giống như “đứng ở trong bếp và có người mở lò nướng, không khí nóng tỏa ra”.
Leo Szilard, một nhà khoa học tham gia vào dự án cảnh báo
Vụ kích nổ bom hạt nhân là bước đầu tiên của nhân loại trong việc phát triển vũ khí có sức mạnh hủy diệt không giới hạn. Quốc gia nào sử dụng loại vũ khí hủy diệt này sẽ phải chịu trách nhiệm vì đã mở cánh cửa phát triển các loại vũ khí khủng khiếp ở quy mô không thể tưởng tượng nổi”.
Sau vụ nổ, 2 chiếc xe tăng Sherman được bọc chì để chắn phóng xạ được đưa đến để lấy mẫu đất và phân tích và cho thấy sức nổ của quả bom nguyên tử tương đương 18.6 Kt tương đương 18.600 tấn thuốc nổ TNT. Các thử nghiệm chính thức sau đó được cô bố cho thấy sức nổ là 21 Kt tương đương 21.000 tấn thuốc nổ TNT. Một phân tích được tiến hành lại vào năm 2016 cho thấy sức nổ là 22 Kt tương đương 22.000 tấn thuốc nổ TNT.
3 tuần sau, vào ngày 6.8 và 9.8 năm 1945, Mỹ đã ném hai quả bom hạt nhân tương tự có tên “Ông Mập” – “The Fat Man” xuống thành phố Nagasaki ở độ cao 500m và quả bom có tên “Cậu Nhỏ” – “The Little Boy” xuống Hiroshima ở độ cao 575m . nhằm làm tăng sức nổ do lợi dụng sức ép của sóng phát ra của vụ nổ. Sau khi bị ném bom hạt nhân, Nhật Bản đã phải đầu hàng
Dự án Trinity thành công mỹ mãn không chỉ khiến Thế chiến 2 trên mặt trận Thái Bình Dương kết thúc nhanh chóng, mà còn đưa thế giới bước vào giai đoạn chạy đua vũ khí hạt nhân.
