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图13-8 用在紧凑μ子线圈电磁量能器中的钨酸铅晶体。
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超环面仪器探测器用铅来截停电子和光子。在这种吸收材料中的相互作用，将能量从初始的带电轨迹转化成可以检测到能量的粒子雨。氩是一种惰性气体，与其他元素没有化学反应，并且抗辐射，液体氩被用于从粒子雨的能量中取样来导出入射粒子能量。
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尽管我偏好理论，但超环面仪器的探测元件也令我着迷。法比奥拉参与了这个量能器的前沿几何设计与构建——沿着径向呈手风琴状层叠的铅板，层与层之间有一个薄层的液体氩与电极。她描述了这个几何形状如何能更快地读取电子，因为电子更靠近探测元件（见图13-9）。
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图13-9 超环面仪器电磁量能器的手风琴状结构。
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定位粒子的强子量能器（HCAL）
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在粒子束管中，我们沿着径向往外的旅程，下一站是强子量能器（hadronic calorimeter, HCAL）。强子量能器主要用来测量强子（参与强相互作用力的粒子）的能量与位置，然而它测量的精度比电磁量能器测量电子与光子能量的精度低得多。这是必然的，因为强子量能器是巨大的。举例来说，强子量能器直径为8米、长12米。如果将强子量能器按照跟电磁量能器一样的精度划分，那么将需要极其高昂的成本，所以追踪器的精度必须降低。最重要的是，能量的测量对于强相互作用力粒子来说更难，抛开划分不说，因为强子雨的能量涨落更大。
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紧凑μ子线圈中的强子量能器含有致密材料层——黄铜或者钢，与塑料的闪烁片交叠安放，通过闪光的强度，记录穿过强子的能量与位置。虽然在超环面仪器中心区域的吸收材料是铁，但是其中的强子量能器的工作方式也基本相同。
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μ子探测器，发现有趣的碰撞
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任何通用型探测器最外层都是μ子室（muon chamber）。μ子是类似电子的带电粒子，但比电子重200倍。它们在电磁或者强子量能器中不会被截停，相反，它们会高速穿过探测器厚厚的外层（见图13-10）。
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图13-10 紧凑μ子线圈中在建的磁回路线圈与μ子探测器交错排列。
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高能μ子对于寻找新粒子非常有用，因为与强子不同，它们相当孤立，因此它们的探测与测量结果相对纯净。实验物理学家想记录所有高能μ子在垂直方向上的事件，因为μ子很可能伴随着更加有趣的碰撞。μ子探测器对于验证其他能达到外层探测器的稳定的带电重粒子也是有用的。
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μ子室记录μ子留下的到达最外层探测器的信号。它们与内层探测器中的轨迹在某些方面是类似的——磁场使μ子的轨道弯曲，所以轨迹和动量能被测量到。然而在μ子室中，磁场是不同的，并且探测器的厚度大得多，因此允许测量一些曲率更小、动量更高的粒子（动量越高的粒子在磁场中偏转得越小）。在紧凑μ子线圈中μ子室沿径向从3米处向外延伸到7.5米处，而在超环面仪器中它们从4米处伸展到11米处。这些巨型结构能够测量50微米粒子的轨迹。
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端帽，记录所有动量
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最后介绍的探测元件是端帽（endcaps），即实验仪器前后两端的探测器（见图13-11）。我们不再从内向外“参观”（μ子室是那个方向的最后一步），我们现在沿着柱状探测器的轴向前进到两个端点处，并将端帽切开。探测器柱状部分被端帽探测器截断的地方是确保其能记录到尽可能多粒子的地方。因为端帽是探测器的最后一个安装组件，2009年[54] 我参观超环面仪器时才可以看到安置于探测器内部的众多层级。
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探测器被安置在这些端点区域，以确保大型强子对撞机实验可测量到所有粒子的动量。目标是让实验装置密封性更好，即在各个方向都被覆盖而没有空洞和缝隙。密闭实验确保了即使不参与相互作用或者参与非常弱的相互作用的粒子也能被发现。如果能观测到横向动量缺失，那么必然有不可直接测量的一个或更多粒子产生。这样的粒子带有动量，它们所带走的动量使得实验物理学家知道了它们的存在。
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图13-11 超环面仪器的计算机三维图显示了它的诸多层级与分离的端帽。（感谢CERN与ATLAS友情提供图片）
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如果你知道探测器测量了所有横向动量，而垂直于粒子束方向上的动量在对撞后不守恒，那么一定有物质没有被探测到，或消失了并且带走了动量。如我们所见，探测器测量垂直方向上的动量非常仔细。前向与后向的量能器保证了极少的垂直于粒子束的能量或动量可以不被察觉地逃脱，以此确保探测器的密闭性。
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紧凑μ子线圈仪器在两端有钢吸收板和石英纤维，其致密性可以使其将粒子轨道分离得更好。在端帽的黄铜是一种可回收的材料，最初它被用于制造炮弹的外壳。超环面仪器在前向区域使用液体氩量能器来检测的粒子不仅有电子、光子，还有强子。
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重要成员：磁铁
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两个探测器还需要详细介绍的剩余部件是磁铁。磁铁并不是探测器的基本因素，因为它不能记录粒子的性状。但是磁铁在粒子探测中至关重要，因为它可以帮助确认动量与电荷，这是用于鉴定与表征粒子轨迹的重要属性。粒子在磁场中偏转，所以它们的轨迹是弯曲的而非直线的。偏转的方向与程度依赖于粒子的能量与电荷。