Кремниевый детектор похож на фотоплёнку, которая вместо света чувствует заряженные частицы. Когда частица пролетает сквозь кремний, она выбивает электроны, и мы видим сигнал. Но как заглянуть внутрь самого детектора и увидеть, где именно внутри него сильное электрическое поле, а где слабое? Один из способов — использовать лазер. Короткий лазерный импульс фокусируется в крошечную точку внутри кремния и рождает там пару электрон-дырка. Этот процесс называется двухфотонным поглощением: два фотона лазера одновременно попадают в одно место и передают энергию, как будто два слабых удара молоточком складываются в один сильный.

Проблема в том, что родившиеся заряды не остаются на месте. Электрическое поле внутри детектора растаскивает их в разные стороны, и сигнал расплывается по нескольким соседним пикселям чипа. Обычно исследователи выбирали самый яркий пиксель или самый ранний момент прихода сигнала, но это приводило к систематическим ошибкам: картина смещалась, как будто фотографию делали дрожащей рукой. Авторы новой работы предложили другой подход. Они объединяют несколько сработавших пикселей в одно событие, если те перекрываются, и определяют время события по пикселю с самым большим зарядом. Такой способ позволяет восстановить точную трёхмерную сетку измерений — воксели, как кубики в компьютерной игре, — даже когда лазер и детектор работают без общего таймера.

Метод проверили на реальном чипе Timepix3, который записывает каждый приход заряда с точностью до долей наносекунды. Оказалось, что новый алгоритм восстанавливает положение и время событий точнее, чем старые способы. Это важно не только для физики частиц, но и для медицинских детекторов, где кремниевые сенсоры помогают видеть рентгеновские лучи или следить за дозой облучения. Если мы умеем видеть электрическое поле внутри сенсора, мы можем лучше его настраивать и делать изображения чище.