Arthur Bruce McDonald (nascido em 29 de agosto de 1943) é um astrofísico canadense. McDonald é o diretor da Colaboração do Observatório de Neutrinos de Sudbury e ocupou a Cátedra Gordon and Patricia Gray em Astrofísica de Partículas na Queen's University em Kingston, Ontário de 2006 a 2013. Ele foi premiado com o Prêmio Nobel de Física de 2015, juntamente com o físico japonês Takaaki Kajita.
Arthur McDonald nasceu em 29 de agosto de 1943, em Sydney, Nova Escócia. Ele se formou com um B.Sc. em física em 1964 e M.Sc. em física em 1965 pela Dalhousie University na Nova Escócia. Ele então obteve seu Ph.D. em física em 1969 pelo California Institute of Technology. McDonald citou um professor de matemática do ensino médio e seu professor de física do primeiro ano na Dalhousie como suas inspirações para entrar no campo da física.
Arthur McDonald trabalhou como oficial de pesquisa nos Chalk River Nuclear Laboratories, a noroeste de Ottawa, de 1969 a 1982. Tornou-se professor de física na Princeton University de 1982 a 1989, deixando Princeton para se juntar à Queen's University, onde foi professor de 1989 a 2013.
McDonald foi cientista visitante na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) em Genebra em 2004.
Em 2013, McDonald tornou-se professor emérito da Queen's University em Kingston, Canadá. Ele continua ativo na pesquisa básica em Neutrinos e Matéria Escura no Laboratório Subterrâneo SNOLAB e foi membro passado do conselho do Perimeter Institute for Theoretical Physics.
Seus cargos de visitação incluem CERN, University of Washington (1978), Los Alamos National Laboratory (1981), University of Hawaii (2004, 2009), University of Oxford (2003, 2009), Queen's University (1988).
Os físicos têm investigado se os neutrinos têm massa ou não. Desde o final da década de 1960, experimentos sugerem que os neutrinos podem ter massa. Modelos teóricos do Sol preveem que os neutrinos deveriam ser produzidos em grande número. Detectores de neutrinos na Terra têm visto repetidamente menos neutrinos do que o número esperado. Como os neutrinos vêm em três variedades (neutrinos do elétron, do múon e do tau), e como os detectores de neutrinos solares têm sido primariamente sensíveis apenas aos neutrinos do elétron, a explicação preferida ao longo dos anos é que aqueles neutrinos "faltantes" mudaram, ou oscilaram, para uma variedade para a qual os detectores tinham pouca ou nenhuma sensibilidade. Se um neutrino oscila, de acordo com as leis da mecânica quântica, então ele deve ter massa.
Em 1984, o colaborador de McDonald, Herb Chen, da University of California at Irvine, sugeriu as vantagens de usar água pesada como detector para neutrinos solares. Ao contrário dos detectores anteriores, o uso de água pesada tornaria o detector sensível a duas reações, uma reação sensível a todos os sabores de neutrinos, a outra sensível apenas ao neutrino do elétron. Assim, tal detector poderia medir as oscilações de neutrinos diretamente. Chen, o Professor George Ewan, o Professor David Sinclair, McDonald e outros 12 cientistas formaram a colaboração original do Observatório de Neutrinos de Sudbury (SNO) para explorar essa ideia em 1984. O SNO seria uma instalação detectora usando 1000 toneladas de água pesada localizada a 6 800 pés (2 100 m) abaixo do solo em uma mina perto de Sudbury, Ontário. Chen morreu de leucemia em novembro de 1987, no entanto.
Em agosto de 2001, o Observatório de Neutrinos de Sudbury, liderado por McDonald desde 1989, relatou observações que sugeriam diretamente que os neutrinos do elétron do Sol estavam oscilando em neutrinos do múon e do tau. McDonald é co-receptor da Medalha Benjamin Franklin em Física de 2007, do Prêmio Nobel de Física de 2015 e do Prêmio Breakthrough em Física Fundamental em 2016 pela descoberta das oscilações de neutrinos e por demonstrar que os neutrinos têm massa.
O Professor McDonald está agora participando de pesquisas com os experimentos SNO+ e DEAP-3600 no SNOLAB, um laboratório subterrâneo expandido no local subterrâneo original do SNO, e com a colaboração DarkSide-20k desenvolvendo um experimento no laboratório subterrâneo perto de Gran Sasso, Itália.
Instituto de Pesquisa em Astrofísica de Partículas Arthur B. McDonald do Canadá
O Instituto de Pesquisa em Astrofísica de Partículas Arthur B. McDonald do Canadá foi inicialmente nomeado Centro Canadense de Pesquisa em Astrofísica de Partículas antes de se renomear como Instituto de Pesquisa em Astrofísica de Partículas Arthur B. McDonald do Canadá em maio de 2018, em reconhecimento ao trabalho inovador do Dr. Arthur B. McDonald que tornou o Canadá um líder em astrofísica de partículas.
Na primavera de 2020, em meio à pandemia de COVID-19 e à consequente escassez, McDonald tornou-se um dos líderes de um projeto para produzir em massa ventiladores mecânicos a baixo custo. McDonald afirmou que o projeto foi iniciado pelo Professor de Princeton Cristiano Galbiati, que estava em confinamento em Milão, Itália. Ele inspirou ação em seus colegas do experimento de física de Matéria Escura DarkSide-20k após reconhecer as semelhanças entre os requisitos de um ventilador e os de experimentos de física de partículas. McDonald liderou a equipe canadense com membros do laboratório TRIUMF, CNL Chalk River, SNOLAB e do Instituto de Pesquisa em Astrofísica de Partículas McDonald do Canadá após uma forte resposta positiva dos Diretores dessas instituições. O design, chamado de Mechanical Ventilator Milano, é baseado no ventilador Manley, mas usa eletrônica moderna sempre que possível. Os detalhes, publicados pela primeira vez em 23 de março por cerca de 150 colaboradores, foram lançados sob a Licença de Hardware Aberto da CERN. O projeto recebeu o apoio do Primeiro-Ministro Justin Trudeau, que antecipou um pedido inicial de 30 000 unidades para hospitais canadenses de vários fornecedores. Um pedido de 10 000 unidades foi colocado com a Vexos, Markham.
Honrarias e prêmios selecionados
1983, Membro da American Physical Society
1998, Bolsa de Pesquisa Killam do Conselho do Canadá
2003, Medalha de Ouro Gerhard Herzberg do Canadá para Ciência e Engenharia
2005, Prêmio Bruno Pontecorvo em Física de Partículas, JINR, Dubna