自2010年以来，位于阿蒙森-斯科特南极站的IceCube天文台持续开展高能宇宙中微子观测。该装置由大量探测器构成，分布在约一立方公里的南极冰层体积中。随着新增光学模块与相关设备投入使用，IceCube的测量范围进一步延伸至低能中微子。
IceCube通过记录中微子与冰相互作用产生的μ子及其他次级粒子轨迹实现探测。由于中微子本身不直接发出可测信号，实验主要依赖带电粒子在穿越冰层时产生的特征性光锥，并由高灵敏度探测器捕捉。
此次扩展中，来自全球的51名研究人员在最深达2400米的永冻冰层中安装了六条新型传感器串，使装置具备更强的低能中微子测量能力。
新型光学模块提升弱信号捕捉能力
卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）天体粒子物理研究所IceCube工作组科学主任Andreas Haungs表示，新一代光学传感器的特点在于配备全方向光电子倍增管，可实现对冰层的360度视野，从而观测低能中微子相互作用并用于测定中微子性质，作为KIT的KATRIN实验的补充。他同时指出，升级也有助于更好研究大体积冰层性质、提升测量精度，并在结合新的地面仪器升级后，为高能宇宙射线测量带来新的可能性。
新型光学传感器用于放大极其罕见的中微子反应中由带电次级粒子产生的微弱光信号。相关光放大器安装在长约40厘米、足球形状的容器内，称为mDOM（多光电倍增管数字光学模块）。mDOM与其他传感器共同封装，并通过电缆线束连接成长度约1500米的串列结构。
安装过程中，团队使用热水钻在两天内钻凿出深达2400米的冰井，并以此方式完成六个冰井的施工。设备下放后，冰层再次冻结。
德国多机构参与升级，KIT承担关键设备与地面系统扩展
在德国，亥姆霍兹中心DESY与KIT，以及亚琛工业大学、波鸿大学、多特蒙德大学、埃尔朗根大学、美因茨大学、慕尼黑工业大学、明斯特大学、柏林洪堡大学和伍珀塔尔大学参与了IceCube天文台升级。KIT研究人员负责安装在IceCube中的约1万个mDOM光传感器，并承担地面仪器扩展工作，包括由研究人员设计制造的闪烁体与无线电天线。
下一阶段：IceCube-Gen2计划扩大至8立方公里
KIT天体粒子物理研究所所长Ralph Engel表示，此次升级将把中微子天文学延伸至更低能量范围，既为观测宇宙打开新的窗口，也为拟议中的IceCube-Gen2扩展提供重要的技术与实践测试。他称，Gen2目标是在最高能量范围开展中微子天文学，建设可覆盖跨越十个数量级能量范围中微子测量的观测站。
IceCube-Gen2被提议作为IceCube的下一阶段扩展，计划将实验测量体积扩大至8立方公里。该项目被列为德国国家研究基础设施路线图中的重点项目。亥姆霍兹协会的完整申请计划于二月底在柏林提交，由DESY与KIT作为平等支持机构，总投资额为5500万欧元。
