아서 브루스 맥도널드(Arthur Bruce McDonald, 1943년 8월 29일 ~ )는 캐나다의 천체물리학자이다. 캐나다 노바스코샤주 시드니에서 태어났으며, 달호우지 대학교에서 물리학 학사(1964)와 석사(1965) 학위를 취득하고 미국 캘리포니아 공과대학교(Caltech)에서 물리학 박사 학위(1969)를 받았다.
학문 경력
맥도널드는 1969년부터 1982년까지 캐나다 원자력공사(AECL) 챼크리버 원자력 연구소에서 연구원으로 근무하였다. 이후 1982년부터 1989년까지 미국 프린스턴 대학교 물리학 교수로 재직하였다. 1989년 캐나다 퀸즈 대학교로 옮겨 물리학 교수로 재직하였으며, 2013년 명예교수(Professor Emeritus)가 되었다. 퀸즈 대학교 재직 기간 동안 입자천체물리학 분야의 고든 패트리샤 그레이 석좌교수(2006~2013)를 역임하였다.
주요 연구 업적
맥도널드의 대표적인 과학적 공헌은 서드베리 중성미자 관측소(SNO, Sudbury Neutrino Observatory) 프로젝트의 지휘와 관련이 있다. SNO는 캐나다 온타리오주 서드베리 외곽의 지하 2,100m 깊이 지점에 설치된 중성미자 검출 시설로, 중수(重水) 1,000톤을 검출 매질로 사용하였다.
1984년 허브 첸(Herb Chen)의 제안을 바탕으로 국제 공동연구가 시작되었으며, 맥도널드는 1989년부터 SNO 공동연구의 책임자로 활동하였다. SNO는 1999년부터 데이터 수집을 시작하여 2001년과 2002년에 핵심적인 연구 결과를 발표하였다. 이 연구를 통해 태양에서 방출되는 전자 중성미자 중 상당 부분이 지구에 도달하기 전에 다른 종류(뮤온 중성미자, 타우 중성미자)로 변환된다는 사실, 즉 중성미자 진동(oscillation) 현상을 직접적으로 입증하였다. 이는 중성미자가 질량을 가진다는 것을 의미하며, 표준 모형(Standard Model)을 넘어서는 물리학적 발견으로 평가된다.
맥도널드는 2015년 노벨 물리학상을 일본의 가지타 다카아키(梶田隆章)와 공동 수상하였다. 노벨위원회는 두 사람에게 "중성미자가 질량을 가짐을 보여주는 중성미자 진동의 발견"에 대한 공로를 인정하였다. 이외에도 2007년 벤저민 프랭클린 물리학 메달, 2016년 기초물리학 브레이크스루 상 등을 수상하였다. 2006년 캐나다 훈장(Order of Canada) 수훈자로 임명되었으며, 2015년에는 컴패니언(Companion) 등급으로 승격되었다.
기타 활동
2018년 5월, 캐나다 온타리오주 킹스턴에 설립된 천체입자물리학 연구 기관이 그의 업적을 기려 '아서 B. 맥도널드 캐나다 천체입자물리학 연구소(Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute)'로 명명되었다. 또한 2020년 코로나19 팬데믹 당시 저비용 인공호흡기 대량 생산 프로젝트(Mechanical Ventilator Milano)의 캐나다 측 책임자로 참여한 바 있다.
맥도널드는 은퇴 후에도 SNO+, DEAP-3600, DarkSide-20k 등 중성미자 및 암흑물질 연구 실험에 지속적으로 참여하고 있다. 2016년에는 그의 이름을 딴 소행성 229781 Arthurmcdonald가 명명되었다.
