Arthur McDonald

Arthur Bruce McDonald wurde 1943 in Sydney, Nova Scotia, Kanada geboren. Seine Vorfahren waren schottische und französische Siedler, die im 18. Jahrhundert nach Kanada auswanderten. Arthurs Vater war ein Leutnant der kanadischen Armee und Träger des Military Cross, der höchsten militärischen Auszeichnung Großbritanniens. Arthur McDonald ging in Sydney zur Schule, wo besonders sein Mathematiklehrer einen großen Einfluss auf ihn ausübte.

Bereits mit 17 Jahren schrieb er sich an der Dalhousie University in Halifax ein. Hier studierte er die Naturwissenschaften, zu Beginn auf kein bestimmtes Fach spezialisiert. Sein Physikprofessor Ernie Guptill schließlich zeigte ihm, wie sich die Mathematik verwenden lässt, um die Welt besser zu erklären. Es zog Arthur McDonald immer mehr zur Physik. 1964 machte McDonald seinen Bachelor und 1965 machte er seinen Master in Physik, bei dem er mit Professor Innes McKenzie die Lebenszeiten von Positronen im Metall studierte. Nach dieser Arbeit beschloss er, Experimentalphysiker zu werden. 1965 heiratete er auch seine Frau Janet. Mit ihr sollte er vier Kinder haben. Für seinen Doktortitel zog es McDonald in die Vereinigten Staaten, zum California Institute of Technology in Pasadena. Hier studierte er zusammen mit Eric Adelberger und Hay Boon Mak die Isospin-Symmetrie in den Atomkernen. Er promovierte 1969.

Von 1970 bis 1982 arbeitete er als Wissenschaftler an den Chalk River Laboratories in der Nähe von Ottawa, Kanada. In den Laboratories verbrachte er viel Zeit an einem Tandembeschleuniger, wo McDonald weitere Untersuchungen an den Verfall von Elementarteilchen beobachtete. Später untersuchte er dann die Paritätsverletzung in Atomkernen und die Elektroschwache Wechselwirkung in Verbindung mit dem Austausch von neutralen Z-Bosons.1982 folgte der Umzug zur Princeton University als vollwertiger Professor der Physik. Hier wurde McDonald der leitende Wissenschaftler am Princeton Cyclotron, einem Teilchenbeschleuniger. In der Mitte der 80er Jahre begann ebenfalls die Planung eines Neutrino-Detektors. Arthur McDonald war an der Planung beteiligt. 1989 nahm McDonald die Professur an der Queen’s University in Kingston, Ontario, an. Er wurde der erste Leiter des Sudbury Neutrino Observatory (SNO). Der Bau des Detektors begann im Jahre 1990. Der Detektor befindet sich 2000 Meter unterhalb der Erdoberfläche und enthält einen Tank mit 1000 Tonnen an schwerem Wasser. Mit dem Detektor lassen sich die Interaktionen zwischen dem schwerem Wasser und den Neutrinos untersuchen. 1999 nahm das Sudbury Neutrino Observatory den Betrieb auf. 2002 konnten die ersten Resultate veröffentlicht werden.

Seit 2002 hat McDonald den University Research Chair der Queen’s University inne, ab 2006 den Gordon and Patricia Gray Chair in Particle Astrophysics. McDonald forschte auch als Gastwissenschaftler am CERN, am Los Alamos National Laboratory, Oxford, der Universität von Hawaii und der University of Washington in Seattle.

Im „Physical Review Letters“ wurden später die Resultate von McDonalds Forschungsgruppe und den Experimenten am Sudbury Neutrino Observatory veröffentlicht. Das Team konnte herausfinden, dass Solare Neutrinos in Myon-Neutrino und Tauon-Neutrino oszillieren. Dadurch wurde das Rätsel der solaren Neutrinos durch Neutrinooszillationen und dem MSW-Effekt gelöst.Arthur McDonald war 1969 und 1970 Rutherford Fellow und 1998 Killam Research Fellow. Er ist ein Fellow der American Physical Society seit 1983 und seit 1997 Fellow der Royal Society of Canada. 2003 erhielt McDonald den Tom-W.-Bonner-Preis für Kernphysik. Der Grund für diese Auszeichnung war seine entscheidende Rolle bei der Erforschung der Solaren Neutrinos. 2003 wurde ihm die Lifetime Achievement Medal der Canadian Association of Physicists zuteil. Außerdem erhielt er im selben Jahr die Gerhard-Herzberg-Goldmedaille und 2004 den Bruno-Pontecorvo-Preis. 2007 erhielten McDonald und Yoji Totsuka die Benjamin-Franklin-Medaille in Physik. 2007 wurde McDonald Officer of the Order of Canada, 2015 Companion of the Order of Canada. 2016 erfolgte die Wahl in die National Academy of Sciences. 2013 wurde er Professor Emeritus der Queen’s University und ist es bis heute. 2015 erhielt McDonald den Fundamental Physics Prize sowie seine bisher größte Auszeichnung, den Nobelpreis für die Entdeckung der Neutrinooszillation. Er teilt sich den Nobelpreis mit Takaaki Kajita.