示蹤擴散（tracer diffusion）

當一塊固體早已充滿一模一樣的原子時，你要怎麼觀察某一種原子在其中游走？你給其中幾個貼上名牌。示蹤擴散是這樣一個實驗（以及它量到的係數）：把少量帶標記的物種——通常是晶體中已有原子的放射性或稀有穩定同位素——沉積到表面，讓它擴散進去。因為示蹤劑在化學上與其母體完全相同，它探索的正是同樣的那些跳躍，但你現在可以靠量測同位素的分布來找出它去了哪裡。

實務上，你在拋光面上塗一薄層同位素，在高溫退火一段已知時間，然後逐層切下、計數每一層裡的示蹤劑。濃度隨深度以一個由費克第二定律決定的形狀（高斯函數）遞減，其寬度給出 sqrt(D times t)，示蹤擴散係數 D 便可直接讀出。因為示蹤劑是一個騎在化學平衡晶格上的稀薄標記——沒有真實物種的濃度梯度、沒有化學驅動力——示蹤擴散乾淨地量到自擴散，也就是純粹的原子跳躍速率，不受那些讓化學互擴散量測變複雜的熱力學因子汙染。

示蹤係數是研究原子機制的黃金標準數據：分別為陽離子與陰離子量測（各用一種同位素），它們揭示哪個離子本質上較快，並釘住空位與間隙路徑的活化能。一個值得知道的誠實微妙之處是相關因子（correlation factor）：一個以空位機制移動的示蹤原子，稍微比較可能跳回它剛來的地方（它剛用過的那個空位還坐在那裡），所以量到的擴散是天真速率的一個已知分數——相關因子，小於一。這個小而透徹理解的修正，本身就是機制的指紋。