Arthur Bruce McDonald (s. 29. elokuuta 1943 Sydney, Nova Scotia) on kanadalainen fyysikko ja Sudbury Neutrino Observatory Institute'n johtaja. Hänellä on myös Gordon ja Patricia Grayn hiukkasastrofysiikan professuuri Queen's Universityssä Kingstonissa. McDonaldille myönnettiin Nobelin fysiikanpalkinto vuonna 2015 yhdessä japanilaisen Takaaki Kajitan kanssa heidän neutriino-oskillaatioiden tutkimuksista, jotka osoittivat neutriinolla olevan massan.
Tausta
McDonald syntyi Nova Scotian Sydneyssä. Hän suoritti fysiikassa Bachelor of Science -tutkinnon vuonna 1964 ja seuraava vuonna Master of Science -tutkinnon Dalhousie Universityssä Nova Scotiassa. Hän väitteli tohtoriksi fysiikasta California Institute of Technologyssä.
Akateeminen ura McDonald toimi tutkimusvirkailijana Chalk River Nuclear Laboratoriesissa Ottawan luoteispuolella vuosina 1970–1982. Vuosina 1982–1989 hän toimi professorina Princetonin yliopistossa, josta hän sen jälkeen siirtyi Queen's Universityyn. Nykyisin hän toimii tutkimuksen johtajana Queen's Universityssä.
Tutkimukset
Fyysikot ovat pitkään yrittäneet selvittää, onko neutriinolla massa. Jo 1960-luvulla kokeet viittasivat siihen, että neutriinoilla kenties on massa. Aurinkoa koskevat teoreettiset mallit ennustavat, että neutriinoja pitäisi syntyä suunnattomat määrät. Maan päälle asetetut neutriinoilmaisimet ovat kuitenkin toistuvasti havainneet niitä vähemmän kuin teoria edellyttäisi. Koska neutriinoja on kolmea tyyppiä (elektronin, myonin ja taun neutriinot) ja koska Auringosta tulevien neutriinojen ilmaisimet ovat alkujaan olleet herkkiä vain elektronin neutriinoille, suosituin selitys asialle on jo vuosia ollut se, että ”puuttuvat” elektronit ovat muuttuneet, joko pysyvästi tai ainakin väliaikaisesti, toisen tyyppisiksi neutriinoiksi, joita laitteet eivät havaitse. Jos neutriino voi oskilloida, vaihtaen tyyppiään edestakaisin, kvanttimekaniikan lakien mukaan sillä on oltava massa.
Elokuussa 2001 Sudburyn neutriino-observatoriossa (SNO) muodostettu työryhmä asensi Arthur B. McDonaldin johdolla havaintolaitteet 2 100 metrin syvyyteen erääseen kaivokseen lähelle Sudburyä. Näiden laitteiden avulla oli määrä voida selvittää suoranaisten havaintojen avulla, voivatko Auringosta tulleet neutriinot muuttua myonin tai taun neutriinoiksi. SNO julkaisi raporttinsa Physical Review Letters'issä 13. elokuuta 2001, ja sitä on yleisesti pidetty erittäin tärkeänä tuloksena. McDonald ja Yoji Totsuka saivat vuonna 2007 fysiikan Benjamin Franklin -mitalin ”sen osoittamisesta, että kolme neutriinoiksi kutsuttua alkeishiukkastyyppiä muuttuvat toisikseen kulkiessaan tarpeeksi pitkän matkan.”
Palkinnot 2011 – Royal Society of Canadan Henry Marshall Tory Medal tunnustukseksi ”suuren kunnian ja älyllisen hyvinvoinnin tuomisesta Kanadalle”. 2015 – Nobelin fysiikanpalkinto yhdessä Takaaki Kajitan kanssa neutriino-oskillaatioiden havaitsemisesta, joka osoittaa, että neutriinoilla on massa.
Lähteet
Luokka:Kanadalaiset fyysikot Luokka:Nobelin fysiikanpalkinnon saajat Luokka:Vuonna 1943 syntyneet Luokka:Elävät henkilöt