电离与粒子径迹（ionization and particle tracks）

把手指划过湿沙，会留下一道沟——你并没有看见手指经过，却能事后从这道痕迹读出它走过的路。带电粒子穿过物质时做的事情与此相似。它没法不去扰动一路经过的原子，而这种扰动一旦被捕捉、被连接起来，就成了一条可见的路径，叫做径迹。径迹并不是粒子本身；它是粒子在飞行途中留下的脚印。

这种扰动叫做电离。当一个带电粒子（比如电子或质子）高速穿过气体、液体或固体时，它的电场会拉扯附近原子里的电子，把其中一些撞松脱落。每个失去电子的原子都变成一个带电的离子，于是沿着粒子的路线，留下一小串被释放的电子和离子。探测器把这些被释放的电荷收集起来——例如用电场把它们拉向一根导线，或者读取它们在硅里产生的微小电流——再从一连串发生电离的点出发，由软件画出粒子的径迹。一个粒子电离的密集程度本身也携带信息：慢而重的粒子每厘米撞松的电子比快而轻的粒子更多，这有助于把不同粒子区分开。

径迹是几乎所有径迹探测器的基础，从历史上的云室到现代的硅径迹探测器都是如此。一个微妙却重要的要点：只有带电粒子才会直接电离并留下径迹。像光子或中子这样的中性粒子在飞行途中根本不留任何径迹，只有当它最终发生相互作用、产生出会电离的带电粒子时，才会被察觉到。