各个领域的科学家都在试图理解世界的运转机制，只是方式不同。通过跨学科的课题合作，不同科研背景的研究人员互相提供新的技术和观点。当科学家变得有创造力时，就会为更好的科学创造机会，带来更令人兴奋的结果。
当粒子物理学和其他科学领域相遇时，会碰撞出有趣的不同的火花：宇宙射线可以用来研究云的形成；粒子探测器与飞机工程问题相关；看不见的粒子可揭示地球内部的奥秘，为CMS开发的湿度和温度监视器在黎巴嫩找到了新家……
Jasper Kiekby是一名实验粒子物理学家，1972年伊始他就在SLAC国家加速器实验室和欧洲核子研究中心参与大型加速器实验。他的职业生涯就是研究宇宙射线，熟知所有粒子的通量和特性。
约20年前，他听了一个关于宇宙射线和云的形成关系的讲座。云的形成是气候模型的关键组成部分，当水在悬浮于空气中的微小液体或固体颗粒周围凝结时，就会形成云。云对地球的辐射平衡有很强的控制作用，既可以“遮阳”又可以“保暖”。换言之，云可以通过反射来削弱阳光对地面的辐射，也能通过逆辐射向地面传递热量，也就是给地面保温。
宇宙射线与大气相互作用，在整个大气中产生电离粒子，电离粒子牵涉到气溶胶吸积的化学过程以及云和降水的形成。这些云团将一些入射的短波辐射反射回太空，并在捕获红外辐射方面发挥重要作用，从而防止地球降温。类似于寒冷的沙漠之夜，夜幕降临时，地面辐射就成了主导，地面源源不断地向空中释放热量，但是沙漠上空云少，逆辐射几乎不存在，所以气温持续降低。宇宙射线电离大气粒子可能有助于这一过程的发生。
Kirkby认为关于地球气候以及如何被人为改变的研究有着深远意义，迷人且复杂。讲座结束后，Kirkby就写了一篇在实验室可控条件下，利用超净大气室和质子束模拟宇宙射线来研究这一过程的论文。然而，他对气溶胶粒子的形成和大气蒸汽的了解比较有限。1998年5月，Kirkby就开始了他在欧洲的巡回路演，与大气专家们交流他的想法。
科学家们在理解离子-气溶胶-云过程方面取得了相当大的进展，这些结果暗示了宇宙射线、云和气候之间的物理上可能存在着联系。但是，研究者们需要协调一致的努力，对所涉及的基本物理和化学过程进行确定的实验室测量，并通过专门的实地观察和模拟研究来评价其气候意义。
Kirkby一路上找到了合作者，并为CLOUD实验组建了“梦之队”。Kirkby说：“有了跨学科的想法，就意味着真的要冒险了。
科学文化和技术的融合可以产生非常强大的力量，没有一个人拥有所有的答案，但每个人都带来了新的想法和专业知识。”这项CLOUD实验研究了由宇宙射线产生的离子如何影响气溶胶粒子，云层和气候。它使用一个特殊的云室和质子同步加速器发出的粒子来提供人造宇宙射线源。
Kirkby说：“自然或人工的宇宙射线，都会在腔室内留下一连串的离子，质子同步加速器所提供的宇宙射线发生的电离速率可以在对流层中的整个范围内进行调整。”CLOUD研究了液体云播种特性，以及宇宙射线电离对云的直接影响。此外，他们还建立了一种新型的带电云种子发生器，以研究带电气溶胶对云形成及其动力学影响。
CLOUD团队现在由来自9个国家17个不同机构的80名科学家组成。他们得到CERN、欧洲和俄罗斯的其他各种组织以及美国国家科学基金会的资助，并已在《Nature》和《Science》杂志上发表了几篇论文。Kirkby表示：“跨学科研究可能是一项高风险的投入，像创业一样。它是勇敢者的游戏，你有可能取得颠覆性的科学进步。”
有时候，你拥有的不是一个研究难题，而是一个等待着新问题被解决的工具。
加州大学伯克利分校(Universityof California, Berkeley)的Anton Tremsin是空间科学实验室的一名研究人员，他从事Timepix的研究。Timepix是一种可以快速收集粒子信号并将其数字化的芯片，基于欧洲核子研究中心(CERN)最初开发的用于粒子加速器实验的技术。混合型像素探测器Timepix由辐射敏感传感器和与其焊接在一起的读出芯片组成。
Timpix的专用读出芯片可以通过引线键合（bump-bonding）技术和不同的半导体传感器焊接在一起。（即不同的半导体材料——硅，砷化镓，碲化镉，有源层的厚度——300，700，1000μm以及面积为1.4×1.4cm2的传感器）。该传感器由256×256个间距为55μm的像素单元组成。它的每个像素单元都有独立电子学读出电路集成到读出芯片上。电子学包含了模拟和数字两部分。
模拟电子学部分由前置放大器和信号甄别器组成。信号甄别器的输出连接到数字电路中的Timepix同步逻辑电路。同步逻辑电路控制测量模块并反馈给14位计数器/移位寄存器。
Timepix芯片可以用于中子成像，其工作原理类似于X射线成像。
在美国国家航空航天局、国家科学基金会和能源部的资助下，Tremsin在加州大学伯克利分校制造的两个Timepix芯片，用于在Rutherford Appleton实验室和田纳西州的橡树岭国家实验室的中子成像中心。不止于此，Timepix有着更为广泛的应用，测试飞机的稳定性，检查古代日本剑和评估陨石样本……，Tremsin表示他自己甚至无法预测Timepix未来会如何使用。
Tremsin与位于纽约的通用电气全球研究中心的科学家高燕合作，使用Timepix评估用于飞机发动机和发电机的涡轮叶片。飞机发动机的叶片必须由能承受高温压力的材料制成。为了开发这种材料，就需要了解其微观结构，Timepix这样的高分辨率探测器就可以利用成像技术达到此目的。
中微子来发现我们脚下的东西。日本的KamLAND探测器是一个装有1000t超纯液体闪烁体的装置，它位于日本Toyama。
Toyama周围有53个用于核动力发电的反应堆，这些核反应堆会放出电子反中微子。KamLAND探测器主要探测来源于这些核反应堆的以及更远的核反应堆的电子反中微子的流强及能谱。用模拟计算的方法获得核反应堆放出的电子反中微子的流强和能谱，再与实验测量到的电子反中微子的流强和能谱进行比较，从电子反中微子流强的丢失以及能谱的变化中获得中微子振荡的结果。
KamLAND的地球中微子成果登上了2005年《Nature》杂志的封面。美国马里兰大学(University of Maryland)地质学教授Bill McDonough在对其进行评论时，第一次与粒子物理学产生了联系。Bill McDonough作为地质学专家，之前从未担任过粒子物理学刊物的审稿人。他对此很感兴趣，部分原因是十年前他曾写过一篇关于地球内部不同元素(包括铀)的丰度估算的论文。
他在文章引言写道：“首次在我们脚下探测到地球中微子是一个里程碑式的结果，它将有助于更好地估计地球放射性元素的丰度和分布，以及地球的总体热量收支。”
地球内部能量的两种来源，其一是铀、钍和钾等核素的放射性衰变，另一个来源是原始能量，即地球及其核心形成过程中遗留下来的动能。地球内部热量是地质运动的原动力，火山、地震、山脉的形成与变迁，都是地球热量释放的体现。
中微子可由多种途径产生，包括放射性铀和钍的衰变过程。由于中微子可以穿透几乎任何障碍，即使放射性物质位于地下深处，也能依据观测到的中微子，进而推算出放射性物质的数量和分布情况。
《Nature》杂志的论文发表后，论文的作者之一、夏威夷大学(Universityof Hawaii)高能量物理小组的教授John Learned打电话给Bill McDonough，讨论如何合作用地球中微子来测量地球热量产生和流失情况。Bill作为地质学专家，提供预测中微子通量所需的数据和地质模型。有很多方法可以测量地球散发的热量。但在地球中微子出现之前，很难知道热量的来源。
Bill开玩笑说：“作为一名化学家，我想把地球溶解在烧杯里，然后分析它，然后告诉你它的确切成分。”
在黎巴嫩(Lebanon)照料农作物的人和在法国和瑞士边境照管粒子探测器的人有一个共同的需求-----大规模的湿度和温度监测。一位注意到这种联系的科学家正在与农民合作，试图用粒子物理学的方法来解决农业问题。农民，尤其是中东干旱地区的农民，需要在不消耗太多水的情况下生产出尽可能多的粮食。
而在大型强子对撞机进行实验的科学家们也想要追踪他们的探测器的状况，湿度或温度的突然变化可能影响实验结果。为了在探测器中监测湿度和温度，大型强子对撞机CMS实验的成员开发了一种“光纤布拉格光栅（FBG）”的传感技术方案。其中光纤布拉格光栅的基本原理如下：布拉格光栅是光栅栅距均匀一致的一种光纤光栅，反射波长非常小，布拉格光栅的反射点之间的距离总是相等的。这种光栅包括了无数个可反射特定波长反射点。
通过精准匹配两个反射点距离，符合布拉格条件的光波信号被光栅反射，而其它波长信号基本不被反射。通过连接光纤光栅解调仪，可以测定独立反射波的光波波长。一旦布拉格光栅遭受应力或温度变化影响，光栅栅距就会发生变化，反射波的光波波长也会随之改变，并且反射不同的波长，这样布拉格波长变化就可以被测量了。布拉格光栅的波长变化量与应变量和温度变化量同时相关。默认情况下，布拉格光栅传感器是温度传感器。
sanio大学和INFN的科学家为CMS实验开发了一种材料，可以把温度传感器变成湿度监视器。这种物质接触到水就会膨胀，膨胀会把镜子拉开。欧洲核子研究中心实验物理系的一个团队对这些传感器进行过测试。
2015年12月，黎巴嫩(Lebanon)与CERN签署国际合作协议，黎巴嫩(Lebanon)大学加入CMS。
黎巴嫩大学(lebanon University)理论物理学家、CMS实验成员Haitham Zaraket说他们的工程师在研究光纤检测项目的时候，联想到了将这项技术应用到其他地方的可能性。黎巴嫩的水资源因人口增长和农业需求而面临越来越大的压力，黎巴嫩农业研究所灌溉和农业气象部主任Ihab Jomaa说：“农业消耗大量的淡水，我们正在努力提高农业中所说的‘水生产力’。
”在正式建立用于“灌溉光纤传感器系统”(Fiber Optic Sensor System for Irrigation，简称FOSS4I)合作之后的第一步是确保传感器能够在黎巴嫩的黏土重质土壤中工作。黎巴嫩大学从黎巴嫩运送了10公斤土壤到那不勒斯，在那里，sanio大学的合作者优化了传感器的设计，以增加测量范围。在从2017年3月至6月的第一阶段中，40个传感器被用来监测黎巴嫩的一个小地区。
结果发现，与实验室的结果相反，他们在实践中无法得到所需的全部土壤水分含量。基于这个反馈，研究人员新的设计理念是使用光纤来监测种植在土壤中的吸收材料。与此同时，他们正在寻找土壤参数，如土壤中的农药或化学物质或其他细菌效应，以后将测试更多的农田和作物。研究和开发总是会遇到挫折，但是FOSS4I合作已经把这次合作作为转向潜在的甚至更强大的技术的机会。