Arthur B. McDonald

McDonald fullførte sin doktorgrad i 1969 ved California Institute of Technology. Han var professor i fysikk ved Princeton University i USA fra 1982 til 1989 og ved Queen's University i Canada fra 1989 til 2013, da han ble professor emeritus.

I 1984 opprettet McDonald sammen med Herb Chen og medarbeidere Sudbury nøytrino-observatorium for å studere muligheten av såkalte nøytrinooscillasjoner i håp om å løse det såkalte solare nøytrinoproblemet. Problemet er det følgende. Det finnes tre typer nøytrinoer kalt elektron-nøytrinoer, myon-nøytrinoer og tau-nøytrinoer. Kjernereaksjonene i Solas indre produserer elektron-nøytrinoer. Basert på solas utstråling kan vi regne ut hvor mange slike nøytrinoer som blir produsert. Da man registrerte elektron-nøytrinoer fra sola som traff jorda, fant man bare omtrent en tredjedel av det forventede antallet. Dette var det solare nøytrinoproblemet.

I august 2001 kunne observatoriet, under ledelse av McDonald, rapportere at de hadde observert at elektron-nøytrinoer var blitt omdannet til myon- og tau-nøytrinoer. Det vil si de hadde indirekte observert nøytrinooscillasjoner. Dette var en bekreftelse, med en annen type detektor, av resultater som var oppnådd omtrent ett år tidligere ved Super Kamiokande i Japan.

Disse observasjonene løste det solare nøytrinoproblemet. Detektorene som ble brukt da det solare nøytrinoproblemet oppsto i andre halvpart av det tjuende århundret, kunne bare registrere elektron-nøytrinoer, og 2/3 av de produserte elektron-nøytrinoene ble omdannet til myon- og tau-nøytrinoer før de nådde detektorene på jorda. Dette forklarte hvorfor eksperimentene som ble gjort med de gamle detektorene, bare registrerte 1/3 av det forventede antall nøytrinoer fra sola.

Resultatene oppnådd i Super Kamiokande og Sudbury nøytrino-detektorene fortalte oss også noe viktig om nøytrinoene. På den tiden det solare nøytrinoproblemet oppsto trodde forskerne at nøytrinoene ikke hadde masse. Men nøytrino-oscillasjoner kan bare skje hvis nøytrinoene har masse. Så eksperimentene fortalt at nøytrinoene har masse og at de dermed kan skifte identitet.

• nøytrino
• elementærpartikkelfysikk

• Nobelstiftelsens side om fysikkprisen 2015