磁谱仪（magnetic spectrometer）

把一只球向侧面扔出，重力会把它的路径弯成一道弧；扔得越快，弧就越平缓。磁谱仪对带电粒子用的是同样的逻辑，只不过用磁力代替了重力。磁场会把一个运动的带电粒子向侧面推，把它的路径弯成曲线，而粒子越快（更确切地说，动量越高），那条曲线就越平缓。所以只要你能测出一个粒子的径迹被弯得有多厉害，就能反推出它的动量。

具体而言，一台径迹探测器处在一个已知的强磁场之中。当一个带电粒子飞过时，磁场迫使它的路径成为一段圆弧；低动量的粒子会卷成一个紧紧的小圈，而高动量的粒子几乎不偏折。通过记录径迹上的若干点、拟合这段弧的半径，软件就直接算出动量——半径越大，动量越大。弯曲的方向还揭示出粒子电荷的正负：动量相同的正粒子和负粒子，会朝相反的方向弯曲。这正是探测器外面要裹上巨大磁铁的原因；磁场正是让动量能够仅凭几何就被测量出来的东西。

动量测量是任何对撞机探测器的核心工作之一，它支撑着重建粒子的能量动量，并由此重建出产生该粒子之物的不变质量。CMS探测器甚至是以它的磁铁命名的——紧凑缪子螺线管（Compact Muon Solenoid）——因为它强大的螺线管线圈对整个设计如此关键。一个值得知道的诚实限度：由于极快径迹的弯曲非常轻微，相对动量误差会随动量增大而增大。在最高能量下，径迹几乎是直的，磁性动量测量因而变难——而这恰恰是随能量提升而变好的量能器能量测量接手之处。