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  核武器的制作在1930年代完全是出乎原来的政治及科学发展。有关原子的自然本质的新发现,美国联合英国、加拿大本来就已积极开发基于核裂变技术的新能源。基于在欧洲大陆的法西斯主义政府的兴起,由于担心纳粹德国会赶在英美诸国之前利用开发出原子弹,美国提出进行曼哈顿计划,积极发展核科学。

  1944年3月,哈佛大学的物理学教授肯尼茨·班布里奇受命为核试验场选址,此人曾在炸弹专家乔治·基斯提亚科斯基手下工作。虽然当时人们尚不能了解核武器的威力,在选址时已考虑场址须能保证核试验项目的隐蔽性和工作人员的安全。探测核试验的仪器也将安放在试验场上,摄影师亦在现场架起了若干摄像机。

  项目负责人列出了八个候选地点,它们是加利福尼亚州的圣尼古拉斯岛、得克萨斯州的帕德雷岛、圣路易斯山谷、马尔派斯国家遗迹的熔岩区和新墨西哥州的一些地方。加州布莱斯附近的莫哈韦沙漠军事基地最初被认作是最合适的位置,但由于军方的项目负责人莱斯利·理乍得·格罗夫斯将军不喜欢和那个军事基地的指挥官打交道,这个场址被否决了。最终,核试验场的位置被定在美国西南部新墨西哥州索科罗县白沙导弹靶场的北端。  军队在1944年末到达并展开核试验的准备工作。马文·戴维斯中士的宪兵队在同年12月30日到达洛斯阿拉莫斯担任戒备工作。他们最初准备骑马巡逻,但试验场的面积过大因此宪兵改为使用吉普车和卡车。驻守在试验场出租车兵成了索科罗县的常客,他们起先准备打井饮水却发现水的碱性过强无法饮用,只好从索科罗县的一个消防站运送饮用水。其他实验人员则在1945年间到达。  场地上还建起了三个观察用的碉堡。奥本海默和一些军方人士曾在原爆点9.7公里以南的碉堡观看核爆,格罗夫斯将军则在16公里以外的军事基地中观测。

  目前尚未能了解到将此次核试验命名为“三位一体”的具体来源,但人们通常认为其得名于奥本海默引用的约翰·多恩诗句。1962年格罗夫斯就命名一事致信奥本海默。他在信中问他是否是他将这次核试验命名为“三位一体”,美国西部的河流和山脉常以此词命名,并不会引人注意。奥本海默回复到:

  在1945年7月16日的五时半,实验核弹被引爆,爆炸力约为二万吨黄色炸药爆炸当量。爆炸后在沙漠造成了一个深及宽的辐射玻璃结晶小山,那是因为高温把沙的硅质晶体熔化后再凝固形成的玻璃状再结晶物质。这些结晶亦因为这次核试而被称为「托立尼提物质」(英语:Trinitite)。  在爆炸时,周边的山有一到两秒时间被照得「比日间还要光亮」,即使远至基地营地也感觉到热度「好像在烤炉旁一样」。爆炸发出的光线,从最初的紫色转为绿色,再转为白色。爆炸产生的冲击波只需40秒就到达在以外的观测者,爆炸产生的蘑菇云高达。
三位一体(英语:Trinity),也有音译作托立尼提或特里尼泰,是人类史上首次核试验的代号,是曼哈顿计划的一部分。美国陆军在1945年7月16日于新墨西哥州索科罗县的托立尼提沙漠举行,这次试验被认为核子时代开始的象征。