阿瑟·麦克唐纳学术研究探索中微子是否带有质量是粒子物理学的热门论题
自1960年代后期开始，就已有物理实验观测到中微子带有质量的迹象
在地球的中微子探测器曾多次显示，探测到的电中微子数量低于理论模型的预言
中微子有三种存在的类型（电中微子、μ中微子与涛中微子），很多学者们认为，那些不见了的电中微子已震荡成为其它种类型，探测器无法或很难探测到它们
假若中微子会发生振荡，则按照量子力学定律，中微子必须带有质量
2001年8月，在麦克唐纳的领导下，依据安大略省萨德伯里中微子观测站地下2100米的检测设施的观测结果，可推论出来自太阳的电中微子会因为中微子振荡机制变型为μ中微子和τ中微子
萨德伯里中微子观测站研究团队于发表论文于《物理评论快报》
学术界公认这是非常重要结果
麦克唐纳和戸冢洋二被授予2007年富兰克林奖章
2014年，美国《今日物理》杂志（Physics Today）预测，麦克唐纳可望与梶田隆章分享诺贝尔物理学奖
这一预言在2015年实现
2015年，因为“发现中微子震荡，并且因此证明中微子具有质量”麦克唐纳与梶田隆章共获诺贝尔物理学奖
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