История проекта IceCube начинается с идеи нейтрино как носителя информации из глубин космоса и попыток перенести эту концепцию в реальный эксперимент. В 1980‑е годы вокруг идеи регистрировать черенковское излучение в воде и льду возникали эксперименты под водой и радиоволнами, которые пытались создать ранние прототипы подводных детекторов. Именно Хальцен в сочетании идей ДУМАНД и радиосигнала между нейтрино и льдом сформулировал концепцию установки, погружённой в антарктический лёд у Южного полюса, совместно с Джоном Лерном; результатом стала публикация в 1988 году. Эти шаги происходили на фоне работ советских и гавайских теоретиков и обозначали путь к большому объёму естественной среды для улавливания светового сигнала, который несёт информацию о высокоэнергичных нейтрино. Источники материалов: 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.

К концу 80‑х годов начались первые попытки создать подводные детекторы в открытом океане и на Байкале; параллельно обсуждалась идея разместить оптические модули в ледяной толще вокруг Южного полюса, что позднее стало основой для AMANDA и IceCube. В этот период происходила пересмотренность материалов и приоритетов: требовалось решить проблему рассеяния света пузырьками воздуха в поверхностном слое льда. Источник материалов: 4, 5, 6, 7, 18, 21, 22.

Первая легальная проверка идеи произошла на Гренландии в 1990 году: там удалось зафиксировать черенковское излучение от мюонов, а лед продемонстрировал большую прозрачность — свет мог проходить глубже, чем ожидали. Этот результат стал стимулом для переноса проекта в Антарктиду, где прозрачность льда оказалась ещё выше и позволила сосредоточиться на глубине между полторы и двумя километрами. Позднее IceCube превратился в полноразмерную обсерваторию, а финансирование ННФ США поддержало рискованный проект, назначив Хальцена руководителем. Источники материалов: 16, 17, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37.

В 2011–2013 годах IceCube впервые зафиксировал кандидатов в астрофизические нейтрино высокого энергии: два события в 2011 и 2012 годах подтолкнули к расширенному анализу 2010–2012 годов, после чего добавилось ещё 26 кандидатов. Это повысило уверенность в внеземной компоненте потока до более чем четырех‑пяти сигм. В ноябре 2013 года публикации в Science и материалы 2012–2013 годов закрепили достижение: впервые заявлено о достоверном открытии внеземной компоненты нейтринного потока, хотя карта не давала точных источников на небе. Источники материалов: 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44.

Дальнейшие этапы проекта привели к открытию конкретного источника: в 2018 году IceCube зафиксировал высокоэнергичное нейтринное излучение от ближнего блазара, что стало первым «увиденным» источником в канале нейтринной астрономии и помогло подтвердить, что космические лучи рождаются в активных ядрах галактик. В рамках экосистемы нейтринной астрономии IceCube дополнился Baikal-GVD и KM3NeT, которые подтвердили наличие галактической и астрофизической компоненты потока и зарегистрировали новые события рекордной энергии. Источники материалов: 43, 45.

Итогом стало то, что Нобелевскую премию за вклад в IceCube получил Фрэнсис Хальцен. При этом подчеркивается, что премия является авансом для всей области: сами источники нейтринного неба остаются не полностью идентифицированными, а карта высокоэнергетического неба всё ещё далека от полной. Сам Хальцен не бывал на Южном полюсе во время работ, руководство проекта осуществлялось международной командой, и поддержка ННФ США сыграла ключевую роль. Источники материалов: 46, 47, 50, 51, 52.