径迹探测器与硅径迹探测器（tracking detector and silicon tracker）

设想你想画出一只蜜蜂飞过房间的轨迹，又不去碰它。如果你能在房间里摆上许多透明的屏幕，并精确记下蜜蜂穿过每一面屏幕的位置，你就能把这些点连成一条平滑的曲线。径迹探测器对粒子做的正是这件事：它记录带电粒子穿过一层又一层时经过的那些点，再从这些点高精度地重建出它的路径，而且最好不要太多地拖慢这个粒子。

硅径迹探测器是承担这项工作的现代主力，用在ATLAS、CMS这类探测器最靠里的区域。它由薄薄的硅晶片做成，正是和电脑芯片一样的材料，被精细地划分成几百万条微小的条或像素。当一个带电粒子穿过一片晶片时，它的电离会在硅中释放出一小团电荷，电子学便读出究竟是哪一条或哪一个像素被击中。把许多这样的层相隔几厘米叠起来，每一次击中就给出径迹上的一个点。由于这些层处在磁场之中，径迹是弯曲的，而弯曲的程度揭示出粒子的动量。硅能把每个点定位到千分之几毫米以内，足以分辨出一个粒子是恰好诞生在碰撞点，还是在几分之一毫米之外——后者正是某个短寿命粒子在飞行中衰变的线索。

这最后一项本领，正是硅径迹探测器在实际中如此重要的原因。察觉到某些径迹是从距束流一毫米处的一个微小偏移顶点发出的，正是实验标记含底夸克粒子的办法，而这是研究希格斯玻色子、搜寻新物理的一件关键工具。一个诚实的限度：径迹探测器测量的是带电粒子的路径和动量，但它本身并不测量粒子的总能量，也不能完全鉴别粒子；那需要更外层的量能器和其他层来完成。