Arthur McDonald

Arthur Bruce McDonald (Sydney, 29 agosto 1943) è un fisico canadese, vincitore del Premio Nobel per la Fisica nel 2015, insieme al giapponese Takaaki Kajita per i loro studi che hanno portato a mostrare che i neutrini hanno una massa..

Ricerca

Per lungo tempo i fisici hanno cercato di capire se i neutrini avessero una massa o no. A partire dagli anni 60 diversi esperimenti hanno rivelato indizi della massa dei neutrini. I modelli teorici del sole prevedevano un certo rate di neutrini e i rivelatori a terra hanno misurato più volte un flusso di neutrini più basso di quello atteso, questo problema è noto con il nome di problema dei neutrini solari. Esistono tre tipi di neutrino (elettronico, muonico e tauonico) e i rivelatori di neutrini solari sono sensibili principalmente ai neutrini elettronici provenienti dal sole. La spiegazione più plausibile della discrepanza fra il numero di neutrini elettronici atteso e quello misurato, era che i neutrini "mancanti" avessero cambiato tipo, cioè oscillato, in neutrini di un con un altro sapore leptonico (neutrini muonici o tauonici) a cui i rivelatori non erano sensibili. Secondo le leggi della meccanica quantistica i neutrini per poter oscillare devono avere una massa.

Nel 1984 Herb Chen, un collaboratore di McDonald dell'Università della California ad Irvine, suggerì di usare l'acqua pesante come rivelatore per i neutrini solari. A differenza dei rivelatori precedenti, l'utilizzo dell'acqua pesante avrebbe reso il rivelatore sensibile a due tipi di interazione, un'interazione in cui possono essere coinvolti neutrini di tutti i tipi e un'interazione a cui possono prendere parte solo i neutrini elettronici. In questo modo il rivelatore avrebbe misurato direttamente l'oscillazione dei neutrini. Nel 1984 Chen, McDonald e i loro collaboratori idearono il Sudbury Neutrino Observatory (SNO) per sfruttare questa idea. SNO era un rivelatore posizionato in una miniera a Sudbury, nell'Ontario, 2000 metri sotto terra, e utilizzava 1000 tonnellate di acqua pesante. Chen morì di leucemia nel 1987.

Nell'agosto del 2001, il Sudbury Neutrino Observatory, guidato da McDonald, riportò osservazioni che implicavano direttamente che i neutrini solari provenienti dal sole oscillano in neutrini muonici e tauonici. McDonald ha ricevuto la medaglia Benjamin Franklin per la fisica nel 2007, il premio Nobel per la fisica nel 2015, e il premio Fundamental Physics Prize nel 2015 per la scoperta dell'oscillazione dei neutrini e la dimostrazione che i neutrini hanno massa.

Onorificenze

Ufficiale dell'Ordine del Canada

«Eminente scienziato e amministratore, Arthur McDonald ha notevolmente contribuito alla comunità dei fisici e alla reputazione di eccellenza del Canada. Ex professore all'Università di Princeton, nel 1989 è entrato nella Queen University, ed è stato determinante nella guida di un progetto di ricerca internazionale di studio delle minuscole particelle emesse dal sole. Al Sudbury Neutrino Observatory, dove è direttore, i ricercatori hanno scoperto che i neutrini cambiano in diverse varietà nel loro cammino verso la terra. Salutata come una delle migliori scoperte scientifiche del mondo negli ultimi anni, la scoperta ha cambiato le leggi della fisica e ha fornito notevole comprensione della struttura dell'universo. Nel corso degli anni, numerose istituzioni scientifiche e organizzazioni hanno beneficiato della sua guida preziosa.»
— nominato il 5 ottobre 2006, investito l'11 aprile 2008

Membro dell'Ordine dell'Ontario

— 2012

Compagno dell'Ordine del Canada

«Grazie a Arthur McDonald, abbiamo risolto uno dei misteri del nostro sistema solare. Nell'attuale conquista del Nobel compiuto due chilometri sotto terra all'Osservatorio Neutrino di Sudbury, ha condotto un importante esperimento che ha dimostrato in modo conclusivo che una classe di particelle solari subisce una trasformazione sulla sua strada verso la Terra. Questa scoperta ha gettato luce sulla natura stessa della materia nel nostro universo e ha generato una serie di nuove ricerche sulla fisica delle particelle. Professore emerito alla Queen's University, è stato un importante ambasciatore della scienza canadese attraverso il suo servizio in comitati consultivi e come relatore principale in conferenze in tutto il mondo.»
— nominato il 19 novembre 2015, investito il 13 maggio 2016

Medaglia del giubileo di diamante di Elisabetta II

— 2012

Note

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• (EN) Erik Gregersen, Arthur B. McDonald, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.
• (EN) Arthur McDonald, su nobelprize.org.
• (EN) Arthur McDonald, su royalsociety.org, Royal Society.
• (EN) Arthur McDonald, su IMDb, IMDb.com.

V · D · M Vincitori del Premio Nobel per la fisica
1901 - 1925	Wilhelm Conrad Röntgen (1901) • Hendrik Lorentz, Pieter Zeeman (1902) • Antoine Henri Becquerel, Marie Curie, Pierre Curie (1903) • John William Strutt Rayleigh (1904) • Philipp von Lenard (1905) • Joseph John Thomson (1906) • Albert Abraham Michelson (1907) • Gabriel Lippmann (1908) • Carl Ferdinand Braun, Guglielmo Marconi (1909) • Johannes Diderik van der Waals (1910) • Wilhelm Wien (1911) • Nils Gustaf Dalén (1912) • Heike Kamerlingh Onnes (1913) • Max von Laue (1914) • William Henry Bragg, William Lawrence Bragg (1915) • Charles Glover Barkla (1917) • Max Planck (1918) • Johannes Stark (1919) • Charles Edouard Guillaume (1920) • Albert Einstein (1921) • Niels Bohr (1922) • Robert Millikan (1923) • Manne Siegbahn (1924) • James Franck, Gustav Hertz (1925)
1926 - 1950	Jean Baptiste Perrin (1926) • Arthur Compton, Charles Thomson Rees Wilson (1927) • Owen Willans Richardson (1928) • Louis de Broglie (1929) • Chandrasekhara Venkata Raman (1930) • Werner Karl Heisenberg (1932) • Paul Dirac, Erwin Schrödinger (1933) • James Chadwick (1935) • Carl David Anderson, Victor Franz Hess (1936) • Clinton Joseph Davisson, George Paget Thomson (1937) • Enrico Fermi (1938) • Ernest Orlando Lawrence (1939) • Otto Stern (1943) • Isidor Isaac Rabi (1944) • Wolfgang Pauli (1945) • Percy Williams Bridgman (1946) • Edward Victor Appleton (1947) • Patrick Maynard Stuart Blackett (1948) • Hideki Yukawa (1949) • Cecil Frank Powell (1950)
1951 - 1975	John Douglas Cockcroft, Ernest Walton (1951) • Felix Bloch, Edward Mills Purcell (1952) • Frits Zernike (1953) • Max Born, Walther Bothe (1954) • Polykarp Kusch, Willis Lamb (1955) • John Bardeen, Walter Houser Brattain, William Bradford Shockley (1956) • Tsung-Dao Lee, Chen Ning Yang (1957) • Pavel Alekseevič Čerenkov, Il'ja Michajlovič Frank, Igor' Evgen'evič Tamm (1958) • Owen Chamberlain, Emilio Segrè (1959) • Donald Glaser (1960) • Robert Hofstadter, Rudolf Ludwig Mössbauer (1961) • Lev Davidovič Landau (1962) • Maria Goeppert-Mayer, Hans Jensen, Eugene Wigner (1963) • Nikolaj Gennadievič Basov, Aleksandr Michajlovič Prochorov, Charles Hard Townes (1964) • Richard Feynman, Julian Schwinger, Shin'ichirō Tomonaga (1965) • Alfred Kastler (1966) • Hans Bethe (1967) • Luis Álvarez (1968) • Murray Gell-Mann (1969) • Hannes Alfvén, Louis Néel (1970) • Dennis Gabor (1971) • John Bardeen, Leon Cooper, Robert Schrieffer (1972) • Leo Esaki, Ivar Giaever, Brian Josephson (1973) • Antony Hewish, Martin Ryle (1974) • Aage Niels Bohr, Ben Mottelson, James Rainwater (1975)
1976 - 2000	Burton Richter, Samuel Chao Chung Ting (1976) • Philip Warren Anderson, Nevill Francis Mott, John Hasbrouck van Vleck (1977) • Pëtr Leonidovič Kapica, Arno Penzias, Robert Woodrow Wilson (1978) • Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam, Steven Weinberg (1979) • James Cronin, Val Fitch (1980) • Nicolaas Bloembergen, Arthur Schawlow, Kai Siegbahn (1981) • Kenneth Geddes Wilson (1982) • Subrahmanyan Chandrasekhar, William Alfred Fowler (1983) • Simon van der Meer, Carlo Rubbia (1984) • Klaus von Klitzing (1985) • Gerd Binnig, Heinrich Rohrer, Ernst Ruska (1986) • Georg Bednorz, Karl Alexander Müller (1987) • Leon Max Lederman, Melvin Schwartz, Jack Steinberger (1988) • Hans Dehmelt, Wolfgang Paul, Norman Foster Ramsey (1989) • Jerome Isaac Friedman, Henry Way Kendall, Richard Edward Taylor (1990) • Pierre-Gilles de Gennes (1991) • Georges Charpak (1992) • Russell Alan Hulse, Joseph Hooton Taylor Jr. (1993) • Bertram Brockhouse, Clifford Shull (1994) • Martin Lewis Perl, Frederick Reines (1995) • David M. Lee, Douglas Osheroff, Robert Coleman Richardson (1996) • Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji, William Phillips (1997) • Robert Laughlin, Horst Störmer, Daniel Tsui (1998) • Gerardus 't Hooft, Martinus Veltman (1999) • Žores Ivanovič Alfërov, Jack St. Clair Kilby, Herbert Kroemer (2000)
2001 - oggi	Eric Allin Cornell, Wolfgang Ketterle, Carl Wieman (2001) • Raymond Davis Jr., Riccardo Giacconi, Masatoshi Koshiba (2002) • Aleksej Alekseevič Abrikosov, Vitalij Lazarevič Ginzburg, Anthony James Leggett (2003) • David Gross, David Politzer, Frank Wilczek (2004) • Roy Glauber, John L. Hall, Theodor Hänsch (2005) • John Cromwell Mather, George Fitzgerald Smoot (2006) • Albert Fert, Peter Grünberg (2007) • Yōichirō Nambu, Makoto Kobayashi, Toshihide Maskawa (2008) • Charles K. Kao, Willard Sterling Boyle, George Elwood Smith (2009) • Andrej Gejm, Konstantin Novosëlov (2010) • Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt, Adam Riess (2011) • Serge Haroche, David Wineland (2012) • François Englert, Peter Higgs (2013) • Isamu Akasaki, Hiroshi Amano, Shūji Nakamura (2014) • Takaaki Kajita, Arthur McDonald (2015) • David Thouless, Duncan Haldane, John Michael Kosterlitz (2016) • Rainer Weiss, Barry Clark Barish, Kip Thorne (2017) • Arthur Ashkin, Gérard Mourou, Donna Strickland (2018) • Jim Peebles, Michel Mayor, Didier Queloz (2019) • Roger Penrose, Reinhard Genzel, Andrea Ghez (2020) • Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann, Giorgio Parisi (2021) • Alain Aspect, John Clauser, Anton Zeilinger (2022) • Pierre Agostini, Ferenc Krausz, Anne L'Huillier (2023)

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