Nel 1939, cominciò delle ricerche sugli atomi con Otto Robert Frisch e James Chadwick. Ironicalmente, sia Peierls che Frisch furono esclusi dallo sviluppo del radar (successivamente conosciuto come RDF) in quanto furono esclusi scienziati di origini extra-britanniche.
Nel marzo 1940, fu il coautore del Memorandum Frisch–Peierls, assieme a Otto Robert Frisch. Questo breve documento fu il primo a descrivere come produrre una bomba atomica da una piccola quantità di materiale fissileuranio-235. Calcorano che sarebbe stato necessario circa un 1 kg[3] Prima di questo documento si credeva che per una bomba atomica sarebbero state necessarie diverse tonnellate di uranio, e che perciò sarebbe stato impossibile costruirne una. Il memorandum fu fondamentale nel creare interesse sull'argomento prima da parte dei Britannici e poi da parte degli Americani.
Nel 1941 le rivelazioni del Memorandum arrivorano negli Stati Uniti attraverso il MAUD Committee, che permise poi lo sviluppo del Progetto Manhattan e di conseguenza della bomba atomica. Peierls fu anche responsabile del reclutamento di Klaus Fuchs al progetto britannico, un'azione che mise in cattiva luce Peierls quando Fuchs si rivelò essere una spia sovietica nel 1950. Nel 1999 lo Spectator attirò su di sé l'ira della famiglia di Peierls dopo la pubblicazione di un articolo in cui sospettava Peierls e sua moglie di essere spie sovietiche con il nome in codice "perls"[4].
Progetto Manhattan
Dopo l'Accordo del Quebec nell'Agosto 1943, in quanto parte del team Britannico, Peierls cominciò a lavorare al Manhattan Project negli Stati Uniti, assieme a Klaus Fuchs che egli stesso aveva reclutato per il progetto, inizialmente a New York e successivamente al Los Alamos National Laboratory, dove ebbe un ruolo importante nello sviluppo della bomba atomica tanto che Peierls assemblò la prima bomba nucleare[5]
^1. R.E. Peierls, "Zur Theorie der galvanomagnetischen Effekte", 1929. 2. R.E. Peierls, "Zur Theorie des Hall Effekts", 1929. The English translation of these 2 papers can be found in "Selected Scientific Papers of Sir Rudolf Peierls", edited by R H Dalitz & Sir Rudolf Peierls, World Scientific, 1997.
^Sherrow, Victoria. The Making of the Atom Bomb. San Diego: Lucent Books, 2000. 24
^Durrani, Matin. New spy claims meet firm denial. Physics web. July 1, 1999. January 27, 2004. < Copia archiviata, su physicsworld.com. URL consultato il 27 gennaio 2004 (archiviato dall'url originale il 17 febbraio 2012).>.
^Cohen, Daniel. The Manhattan Project. Brookfield: Twenty-First Century Books, 1999. 69
^(EN) The London Gazette (PDF), n. 37407, 28 dicembre 1945, pp. 49-51. URL consultato il 17 giugno 2010. Appointment as a CBE
^(EN) The London Gazette (PDF), n. 44725, 29 novembre 1968, p. 12857. URL consultato il 17 giugno 2010. Appointment as a Knight Bachelor.