Частица влетает в кремниевую пластину, как курьер в незнакомый город. Ей нужно оставить точную запись о времени своего визита. Трёхмерный сенсор на чипе Timepix4 делает это с точностью 245 пикосекунд — это меньше, чем время, за которое свет проходит толщину человеческого волоса.

Внутри кремния проложены колонны-электроды, как фонарные столбы. Частица, попадая между ними, создаёт заряд, который растекается по пикселям, как свет по улицам. Но возле самих столбов поле неоднородное, и время там измеряется хуже. Оказалось, что если частица попадает точно между электродами, точность улучшается до 153 пикосекунд. А если она задевает край пластины, где столбов нет, точность падает до 720 пикосекунд.

Чтобы обойти эти мёртвые зоны, сенсор наклонили на 8 градусов. Тогда частицы проходили сквозь него под углом, и точность улучшилась до 233 пикосекунд, а место попадания определялось с погрешностью 7 микрометров. Такой трюк работает, потому что наклон удлиняет путь частицы и заряд распределяется по большему числу пикселей.

Эти результаты уже помогают выбрать форму электродов для будущего детектора LHCb Upgrade II. Курьер, влетевший в незнакомый город, теперь знает, какие кварталы обходить стороной, чтобы доставить сигнал вовремя.