كاشف السيليكون يشبه فيلمًا فوتوغرافيًا، لكنه بدلًا من الضوء يستشعر الجسيمات المشحونة. عندما يمر جسيم عبر السيليكون، يحرّر إلكترونات، فنرى إشارة. ولكن كيف ننظر إلى داخل الكاشف نفسه ونرى أين يكون الحقل الكهربائي قويًا وأين يكون ضعيفًا؟ إحدى الطرق هي استخدام الليزر. نبضة ليزر قصيرة تُركَّز في نقطة صغيرة جدًا داخل السيليكون، فتُولّد هناك زوج إلكترون-ثقب. هذه العملية تسمى الامتصاص ثنائي الفوتون: فوتونان من الليزر يصطدمان في نفس اللحظة والمكان وينقلان طاقتهما، كما لو أن ضربتين ضعيفتين بمطرقة صغيرة تتحدان لتكوّنا ضربة قوية واحدة.
المشكلة أن الشحنات المتولدة لا تبقى في مكانها. الحقل الكهربائي داخل الكاشف يبعثرها في اتجاهات مختلفة، وتنتشر الإشارة عبر عدة بكسلات متجاورة في الرقاقة. عادةً كان الباحثون يختارون البكسل الأكثر سطوعًا أو اللحظة الأقدم لوصول الإشارة، لكن هذا كان يؤدي إلى أخطاء منهجية: الصورة تنزاح كما لو أن الصورة الفوتوغرافية التُقطت بيد مرتجفة. اقترح مؤلفو الدراسة الجديدة نهجًا مختلفًا. يجمعون عدة بكسلات نشطة في حدث واحد إذا كانت متداخلة، ويحددون زمن الحدث من البكسل ذي الشحنة الأكبر. هذه الطريقة تسمح باستعادة شبكة قياس ثلاثية الأبعاد دقيقة — فوكسلات، مثل المكعبات في لعبة كمبيوتر — حتى عندما يعمل الليزر والكاشف بدون مؤقّت مشترك.
اختُبرت الطريقة على رقاقة حقيقية Timepix3، التي تسجّل كل وصول شحنة بدقة تصل إلى أجزاء من النانوثانية. اتضح أن الخوارزمية الجديدة تستعيد موضع وزمن الأحداث بدقة أكبر من الطرق القديمة. هذا مهم ليس فقط لفيزياء الجسيمات، بل أيضًا للكاشفات الطبية، حيث تساعد مستشعرات السيليكون في رؤية الأشعة السينية أو مراقبة جرعة الإشعاع. إذا تمكنا من رؤية الحقل الكهربائي داخل المستشعر، يمكننا ضبطه بشكل أفضل وجعل الصور أنقى.
تنبأت ماريا غوبيرت-ماير بالامتصاص ثنائي الفوتون في عام 1931، قبل وقت طويل من ظهور الليزر الذي جعل هذه الظاهرة قابلة للملاحظة.