Arthur B. McDonald

Arthur Bruce McDonald P.Eng (nacido el 29 de agosto de 1943) es un astrofísico canadiense . McDonald es el director de la Colaboración del Observatorio de Neutrinos de Sudbury y ocupó la Cátedra Gordon y Patricia Gray de Astrofísica de Partículas en la Universidad Queen's de Kingston, Ontario, de 2006 a 2013. Fue galardonado con el Premio Nobel de Física de 2015 conjuntamente con el físico japonés Takaaki Kajita .

Arthur McDonald nació el 29 de agosto de 1943, ^{[ 1 ]} en Sydney , Nueva Escocia . ^{[ 2 ]} Se graduó con una licenciatura en física en 1964 y una maestría en física en 1965 de la Universidad de Dalhousie en Nueva Escocia . ^{[ 3 ]} Luego obtuvo su doctorado en física en 1969 del Instituto Tecnológico de California . ^{[ 4 ]} McDonald citó a un profesor de matemáticas de la escuela secundaria y a su profesor de física de primer año en Dalhousie como sus inspiraciones para dedicarse al campo de la física. ^{[ 5 ]}

Arthur McDonald trabajó como investigador en los Laboratorios Nucleares de Chalk River, al noroeste de Ottawa, desde 1969 hasta 1982. Fue profesor de física en la Universidad de Princeton desde 1982 hasta 1989, y posteriormente se incorporó a la Universidad de Queen's, donde fue profesor desde 1989 hasta 2013.

McDonald fue científico visitante en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra en 2004. ^{[ 6 ]}

En 2013, McDonald se convirtió en profesor emérito de la Universidad Queen's en Kingston, Canadá . Continúa participando activamente en la investigación básica sobre neutrinos y materia oscura en el laboratorio subterráneo SNOLAB y fue miembro de la junta directiva del Instituto Perimeter de Física Teórica . ^{[ 3 ] [ 7 ] [ 8 ]}

Entre sus puestos como profesor visitante se incluyen el CERN , la Universidad de Washington (1978), el Laboratorio Nacional de Los Alamos (1981), la Universidad de Hawái (2004, 2009), la Universidad de Oxford (2003, 2009) y la Universidad Queen's (1988). ^{[ 9 ]}

Los físicos han estado investigando si los neutrinos tienen masa o no. Desde finales de la década de 1960, los experimentos han sugerido que los neutrinos podrían tener masa. Los modelos teóricos del Sol predicen que los neutrinos deberían producirse en grandes cantidades. Los detectores de neutrinos en la Tierra han detectado repetidamente una cantidad menor a la esperada. Dado que los neutrinos se presentan en tres variedades (neutrinos electrónicos, muónicos y tauónicos), y que los detectores de neutrinos solares han sido principalmente sensibles solo a los neutrinos electrónicos, la explicación preferida a lo largo de los años es que esos neutrinos "faltantes" se habían transformado, u oscilado, en una variedad para la cual los detectores tenían poca o ninguna sensibilidad. Si un neutrino oscila , según las leyes de la mecánica cuántica , entonces debe tener masa. ^{[ 7 ]}

En 1984, Herb Chen, colaborador de McDonald en la Universidad de California en Irvine, sugirió las ventajas de usar agua pesada como detector de neutrinos solares. ^{[ 10 ]} A diferencia de los detectores anteriores, el uso de agua pesada haría que el detector fuera sensible a dos reacciones: una reacción sensible a todos los sabores de neutrinos y la otra sensible solo al neutrino electrónico. Por lo tanto, dicho detector podría medir directamente las oscilaciones de neutrinos. Chen, el profesor George Ewan, el profesor David Sinclair, McDonald y otros 12 científicos formaron la colaboración original del Observatorio de Neutrinos de Sudbury (SNO) para explotar esta idea en 1984. ^{[ 6 ] [ 11 ]} El SNO iba a ser una instalación de detección que utilizaría 1000 toneladas de agua pesada ubicada a 2100 m (6800 pies ) bajo tierra en una mina en las afueras de Sudbury, Ontario. Sin embargo, Chen murió de leucemia en noviembre de 1987. 

En agosto de 2001, el Observatorio de Neutrinos de Sudbury , dirigido por McDonald desde 1989, informó de observaciones que sugerían directamente que los neutrinos electrónicos del Sol oscilaban en neutrinos muónicos y tauónicos. McDonald es co-receptor de la Medalla Benjamin Franklin de Física de 2007, el Premio Nobel de Física de 2015 y el Premio Breakthrough de Física Fundamental de 2016 por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos y la demostración de que los neutrinos tienen masa. ^{[ 4 ] [ 12 ]}

El profesor McDonald participa actualmente en investigaciones con los experimentos SNO+ y DEAP-3600 en SNOLAB, un laboratorio subterráneo ampliado en el emplazamiento subterráneo original de SNO, y con la colaboración DarkSide-20k, desarrollando un experimento en el laboratorio subterráneo cerca de Gran Sasso , Italia.

El Instituto Canadiense de Investigación en Astrofísica de Partículas Arthur B. McDonald se denominó inicialmente Centro Canadiense de Investigación en Astrofísica de Partículas antes de cambiar su nombre a Instituto Canadiense de Investigación en Astrofísica de Partículas Arthur B. McDonald en mayo de 2018, en reconocimiento al trabajo pionero del Dr. Arthur B. McDonald que convirtió a Canadá en líder en física de astropartículas.

En la primavera de 2020, en medio de la pandemia de COVID-19 y la consiguiente escasez, McDonald se convirtió en uno de los líderes de un proyecto para producir en masa ventiladores mecánicos a bajo costo. ^{[ 13 ]} McDonald ha declarado que el proyecto fue iniciado por el profesor de Princeton Cristiano Galbiati, quien se encontraba confinado en Milán , Italia. ^{[ 14 ]} Inspiró la acción de sus colegas en el experimento de física de materia oscura DarkSide-20k después de reconocer las similitudes entre los requisitos de un ventilador y los de los experimentos de física de partículas. ^{[ 15 ]} McDonald lideró el equipo canadiense con miembros del laboratorio TRIUMF, CNL Chalk River, SNOLAB y el Instituto Canadiense de Investigación de Astrofísica de Partículas McDonald después de una fuerte respuesta positiva de los directores de estas instituciones. El diseño, llamado Ventilador Mecánico Milano, se basa en el ventilador Manley, pero utiliza electrónica moderna siempre que es posible. ^{[ 16 ]} Los detalles, publicados por primera vez el 23 de marzo por unos 150 colaboradores, se publicaron bajo la Licencia de Hardware Abierto del CERN . ^{[ 17 ]} El proyecto recibió el apoyo del Primer Ministro Justin Trudeau, quien anticipó un pedido inicial de 30 000 a hospitales canadienses de varios proveedores. ^{[ 18 ]} Se ha realizado un pedido de 10 000 unidades a Vexos, Markham.

• 1983, Miembro de la Sociedad Estadounidense de Física
• 1998, Beca de Investigación Killam del Consejo de Canadá ^{[ 19 ]}
• 2003, Medalla de Oro Gerhard Herzberg de Canadá para la Ciencia y la Ingeniería
• 2005, Premio Bruno Pontecorvo de Física de Partículas, JINR, Dubna
• 2006, Oficial de la Orden de Canadá ^{[ 20 ]}
• 2007, Medalla Benjamin Franklin en Física con Yoji Totsuka ^{[ 4 ]}
• 2009, Miembro de la Real Sociedad (FRS) del Reino Unido y la Commonwealth ^{[ 21 ]}
• 2009, Miembro del Salón de la Fama de la Ciencia y la Ingeniería de Canadá.
• 2010, Premio Killam del Consejo de Canadá en Ciencias Naturales ^{[ 19 ]}
• 2011, Medalla Henry Marshall Tory de la Real Sociedad de Canadá ^{[ 22 ]}
• 2011, Premio Cocconi de la Sociedad Europea de Física (conjuntamente con Yoichiro Suzuki) ^{[ 23 ]}
• 2012, Miembro de la Orden de Ontario
• 2015, Premio Nobel de Física (conjuntamente con Takaaki Kajita ) ^{[ 24 ]}
• 2015, Ascenso a Compañero de la Orden de Canadá ^{[ 25 ]}
• En 2016, el asteroide 229781 Arthurmcdonald , descubierto por Vincenzo Casulli en Vallemare di Borbona en 2008, recibió su nombre en su honor. ^{[ 26 ] [ 27 ]}
• 2016, Premio Breakthrough en Física Fundamental (con la colaboración SNO)
• 2016, Miembro Asociado Extranjero de la Academia Nacional de Ciencias ^{[ 28 ]}
• 2016, Miembro de la Orden de Nueva Escocia ^{[ 29 ]}

• Arthur B. McDonald y los neutrinos oscilantes
• Frases de Arthur B. McDonald con imágenes
• Arthur B. McDonald en Nobelprize.org