我几天前来到CERN，但这里比最近安静多了。现在是假期季节的开始，所以食堂人不多，停车位也很充足。晚上有很多暑期学生在附近闲逛，有些会议的出席人数也很少。在CMS实验中，那些为建造世界上最大、最复杂的硅条探测器辛勤工作的人们已经赢得了小小的假期。大约从8月1日开始，这个价值十亿美元的“宝贝”将开始进行最后的组装，并踏上地下之旅，进入实验的核心。所以，我独自一人来到了这个位于探测器集成设施（Tracker Integration Facility）的房间，面对着这个巨大的装置，不禁心生敬畏。它由数千个扁平的探测器组成，每个探测器都是一块薄薄的硅晶体矩形，嵌入了微观的铝条。这些条形传感器可以感应到例如π介子、μ介子、电子等带电粒子的通过，并将它们收集到的微小电荷传递给定制设计的读出芯片，芯片将数据以数字形式发送给一个由众多处理器组成的庞大系统，该系统将一个25纳秒的“束团交叉”产生的所有信息汇集起来，形成一个紧凑的数据包以供后续处理。如果将CMS探测器中的所有硅探测器展开铺平，足以铺满一个网球场。它的复杂程度令人难以置信，是数百人花费十多年时间工作的结晶。但它就在那里，而且你知道吗？它成功了。它已经在地面上经过了严格的测试，现在即将进行地下（LHC 5号点）的精彩演出。我称之为“十亿美元宝贝”，但很难说它真正的成本是多少。这个数字至少包括了世界各地工程师、技术人员、物理学家和学生的劳动价值，但可能并非全部。随着探测器测试的结束和运输的尚未开始，我正和我的CMS像素同事们一起，抓住最后（实际上也是第一次）的机会，看看我们的探测器是否能巧妙地安装到探测器内部。我们正在研制CMS实验中最内层的探测器——像素探测器。一旦距离碰撞点如此之近，以至于带电粒子之间的距离只有几毫米，你就无法再使用长条形传感器来探测它们，而必须转而使用像素传感器阵列。我们的探测器虽然比探测器小得多，但拥有更多的独立读出通道，总计约4500万个。每个像素的大小为0.1 x 0.15毫米（100 x 150微米），由苏黎世PSI开发的定制芯片读出，并与硅传感器进行凸点键合。（这个术语够多了吧？）当像素中收集到的电荷超过预设阈值时，数据会通过串行线发送出去，转换为光信号，并在地下相邻的洞穴中通过高速电子设备进行数字化处理，然后被送入数据采集流。总之，当所有这些“行话”都完成后，我们就得到了一组沿粒子轨迹分布的三维空间点，这些粒子也同样通过了探测器。但像素点让我们能够看到质子-质子碰撞原点附近发生的事件。通过将沿轨迹的像素点组合起来，我们可以以大约10微米的精度回溯到原点。考虑到像素比这大得多，这真是一项绝活：我们依赖粒子将其信号分散到相邻像素的事实，并利用一种平均技巧来获得比单个像素宽度更精确的结果。不过，我在这里的任务更实际。我们想确保我们正在制造的像素探测器能够安装到探测器中，并且在探测器槽的末端，这两个探测器组件能够平滑地咬合在一起。到目前为止，这一直是一个工程项目，但现在我们有了真实的硬件，我们需要确保任何部件在机械上都不会相互干扰。请继续关注，几天后我将发布一些照片，并告诉你这是如何工作的。gulp!
