徑跡探測器與矽徑跡探測器（tracking detector and silicon tracker）

設想你想畫出一隻蜜蜂飛過房間的軌跡，又不去碰它。如果你能在房間裡擺上許多透明的螢幕，並精確記下蜜蜂穿過每一面螢幕的位置，你就能把這些點連成一條平滑的曲線。徑跡探測器對粒子做的正是這件事：它記錄帶電粒子穿過一層又一層時經過的那些點，再從這些點高精度地重建出它的路徑，而且最好不要太多地拖慢這個粒子。

矽徑跡探測器是承擔這項工作的現代主力，用在ATLAS、CMS這類探測器最靠裡的區域。它由薄薄的矽晶片做成，正是和電腦晶片一樣的材料，被精細地劃分成幾百萬條微小的條或像素。當一個帶電粒子穿過一片晶片時，它的電離會在矽中釋放出一小團電荷，電子學便讀出究竟是哪一條或哪一個像素被擊中。把許多這樣的層相隔幾厘米疊起來，每一次擊中就給出徑跡上的一個點。由於這些層處在磁場之中，徑跡是彎曲的，而彎曲的程度揭示出粒子的動量。矽能把每個點定位到千分之幾毫米以內，足以分辨出一個粒子是恰好誕生在碰撞點，還是在幾分之一毫米之外——後者正是某個短壽命粒子在飛行中衰變的線索。

這最後一項本領，正是矽徑跡探測器在實際中如此重要的原因。察覺到某些徑跡是從距束流一毫米處的一個微小偏移頂點發出的，正是實驗標記含底夸克粒子的辦法，而這是研究希格斯玻色子、搜尋新物理的一件關鍵工具。一個誠實的限度：徑跡探測器測量的是帶電粒子的路徑和動量，但它本身並不測量粒子的總能量，也不能完全鑑別粒子；那需要更外層的量能器和其他層來完成。