这意味着带电粒子会将电子从原子中排出，将中性原子分裂成负电子和正电子。如果你在探测器上施加电压，您可以使正电荷向负电荷一侧（阴极）移动，反之亦然。这样你就可以测量由电离原子引起的电压脉冲。你可以将这个电子信号数字化，得到类似“咔嚓”的点击声。插图展示了通过半导体二极管实施此方法的现代手段。如果你为这种二极管提供电压，只有在你为其提供额外的能量时，二极管内才会有电流流动；具体到我们这个例子中，“额外的能量”指的是穿过的粒子。这种半导体探测器的好处是它可以造得非常小，就像我们在微处理器中用的那样。这种非常小的结构正是你想要的。每有一个粒子从你的探测器中穿过，你都可以说“它曾在里面的某处”。而且你的探测材料越小，你掌握的你的粒子的位置就越精确。现代探测器对一个粒子的位置的判断可以精确到几微米的程度。如果不用半导体二极管，你也可以用一个充满气体的管子来代替。著名的盖革计数器（检测放射性时它会接连发出“咔嚓”声）就是这样工作的。在“中微子”一节中介绍过的切伦科夫探测器也能让粒子的路径变得可见，它用的是另一种方法，即发出一个光锥，而非通过电离释放电荷。
如果你将粒子路径置于一个强磁场中，那么关于路径的信息会让人尤其感兴趣。带电粒子会转弯，进入一个圆形轨道。它们的速度越快（更准确地说：它们的动量越大），它们弯曲的半径就越大。弯曲的方向则是由粒子的电荷符号决定的。因此，如果你知道一个带电粒子在磁场中的明确路径，通过跟踪探测器测量后，你便可知道它的电荷和动量。
量能器——阻截粒子
“跟踪室”会尽量不使粒子的方向偏离太多，但也有一些探测器的工作原理正好与之相反。它们会拼命地阻止粒子运动。粒子遇上它们就好像撞了墙，失去了所有的能量。这种探测器被称为量能器。重要的是，它们不仅会阻截粒子，还要测量它们失去的所有能量，这样你就知道它们有多少能量了。量能器也可以用来确定不带电粒子的能量，如中子或光子。你无法用跟踪探测器实现这样的测量，因为中性粒子既不会电离，也不会被偏转。
那么量能器是如何工作的呢？它们多以三明治结构进行排列。吸收层使粒子和探测器材料之间发生反应。而在吸收层之后，活性材料会读出粒子在这样的过程中损失的能量。让我们看看量能器是如何工作的——测量一个即将到来的光子的能量。
光子先是转化为一对正电子和电子。电子和正电子发射出高能的X射线光子。这些光子再次分裂成电子/正电子对，故事继续。每个粒子的平均能量下降，最后你要计算收集到的低能量光子和电子的能量，在活性层中读出这些能量。这种电子和光子的“雪崩”被称为“粒子雨”。我们很容易想象，一个电子也会引发同样类型的粒子雨，只是从发射一个X射线光子开始。强子也可以通过在粒子雨中失去能量而被困在量能器中。
这种雨有不同的结构，是由强相互作用的过程引起的。
合在一起
您可以将跟踪探测器、磁场和量能器应用到强大的通用探测器中，如ATLAS和CMS探测器。ATLAS探测器有1亿个读出通道（如一台10MPix相机），3000公里的电缆，可以分析多达4000万张从探测器中穿过的粒子的照片。
[1]探测器（detector）一词也有“发现者”的意思。
