物理学的一些突破来自全新发明，另一些则始于新理论。但许多进展发生在研究人员以意想不到的方式结合现有技术，创造出比单个部分更强大的东西时。

这种策略在寻找弱相互作用粒子（包括中微子和某些暗物质候选者）时可能特别有价值。这些粒子极难探测，因为它们很少与普通物质相互作用。建造更大的探测器并提高其空间分辨率可以增加观测到它们微弱信号的几率，但这往往使仪器更复杂、更昂贵。

类似的要求也适用于量热器——对撞机实验中用于测量粒子携带能量的设备。

大多数粒子物理实验需要重建基本粒子在穿过大体积致密材料时的三维路径。

一种常见的探测器材料是闪烁体。当带电粒子穿过闪烁体时，材料会发出微弱的可见光闪光。科学家利用这些闪光来确定粒子的运动轨迹及其与探测器的相互作用。

为了精确定位粒子的位置，闪烁体通常被分成大量小的有源区域。光纤收集每个区域产生的光子，并将光传输到光电倍增管或硅光电倍增管进行计数。

这种方法可以非常精确，但难以扩展。

例如，日本的T2K中微子振荡实验使用一个探测器，其敏感材料约两吨，由约两百万个立方体和六万根光纤组成。在欧洲核子研究中心和保罗·谢勒研究所，LHCb和Mu3e实验通过使用数百万根细闪烁光纤达到了亚毫米空间分辨率。

这些系统展示了分段探测器的能力，但也揭示了一个日益严重的问题。随着探测器变大，制造、组装和读取数百万个独立组件可能成为主要的技术和财务瓶颈。

一种全新的粒子追踪方法

苏黎世联邦理工学院和洛桑联邦理工学院的研究人员现在提出了一种截然不同的策略。

博士生Till Dieminger、高级科学家Saúl Alonso-Monsalve博士、Davide Sgalaberna教授及其团队成员，与洛桑联邦理工学院先进量子架构实验室（由Edoardo Charbon教授领导）的成员一起，开发并测试了首个探测器原型，该探测器旨在在一个大的、未分段的闪烁体块内进行超快、高分辨率的三维粒子成像。

该系统不是将探测器分成数百万个微小单元，而是使用先进的相机技术来重建光的来源。

原型演示和一系列广泛模拟最近发表在《自然·通讯》上。

将光场摄影变成物理工具

该探测器的灵感来自全光相机，也称为光场相机。

与主要记录入射光强度的普通相机不同，光场相机还捕获光入射方向的信息。这使其能够恢复深度并重建三维场景。

该技术依赖于放置在相机主镜头和成像传感器之间的微透镜阵列。每个微透镜就像一个小相机，从略微不同的角度记录同一场景。当所有透镜的信息组合起来时，系统可以重建光场，描述入射光的强度、位置和方向。

对于粒子探测，这种能力特别有用，因为闪烁体内的光可能极其微弱。

当全光相机