Современные гигантские нейтринные телескопы появились благодаря идее академика Моисея Маркова использовать природные водоемы для регистрации частиц. Как рассказал Анатолий Петрухин, такое предложение прозвучало в 1961 году на X Международной, или Рочестерской, конференции по физике высоких энергий. Впоследствии этот принцип лег в основу проектов Baikal-GVD на Байкале, DUMAND у Гавайских островов и IceCube в Антарктиде.
Необходимость сооружать детекторы огромного размера связана с особенностями нейтрино. Чем выше энергия частиц, тем реже они встречаются, а вероятность их взаимодействия с веществом крайне мала. Поэтому для регистрации заметного числа событий требуется масса порядка природного объекта размером в кубический километр. Ранее установки размещали глубоко под землей, в том числе в шахтах Индии и Южной Африки.
История масштабных нейтринных экспериментов началась в 1973 году, однако первые важные наблюдения сделали раньше. В 1956 году Фредерик Райнес впервые зарегистрировал нейтрино космических лучей в Южной Африке, за что в 1995 году получил Нобелевскую премию. Об этом рассказал МК Анатолий Петрухин.
Первым крупным проектом глубоководного нейтринного телескопа стал DUMAND — Deep Underwater Muon And Neutrino Detector, то есть глубоководный детектор мюонов и нейтрино. Его собирались установить в Тихом океане у Гавайских островов, возле мыса Keahole Point, на глубине около 4800 метров. Подходящий рельеф находился недалеко от берега, но при монтаже возникла проблема с качкой: первый детектор затонул после того, как трос не выдержал сопротивления воды.
Другим важным фактором оказалась прозрачность воды. В 1976 году американские ученые сообщили, что самая чистая природная вода находится в Байкале, после чего идея создания детектора на озере получила развитие. Зимой гирлянды модулей можно было устанавливать со льда, без воздействия волн, а отсутствие биолюминесценции устраняло помехи, характерные для океана.
Американские исследователи параллельно предложили использовать антарктический лед, а организатором проекта стал Фрэнсис Хальзен. В рамках AMANDA модули разместили на глубине от 500 до 1500 метров, однако пузырьки воздуха мешали регистрации нейтрино. Поэтому для IceCube установки опустили на 1500–2500 метров: скважины создавали перегретым паром, а гирлянды требовалось быстро погрузить до замерзания льда. Телескоп занял объем около одного кубического километра, включил примерно 5000 модулей и 86 гирлянд, а зарегистрированные им частицы имели ранее недоступные для наблюдения энергии. Источник этих нейтрино пока остается неизвестным, однако планируется расширять IceCube до 10 кубических километров и создавать еще более крупные телескопы на Байкале или в Южно-Китайском море.