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理解固体材料中粒子诱导的损伤径迹，是支撑稀有事件探测与量子缺陷工程等新兴应用的基础。解析这些径迹需要多尺度读出，从毫米尺度的事件定位，到纳米尺度的径迹形貌重建。金刚石中的氮-空位（NV）中心恰好提供了这样一个平台，它将光学定位与径迹形貌的量子传感相结合。本研究将亚MeV碳离子注入富氮金刚石，通过空间定位的NV形成来探测单个反冲事件。研究人员开发了一个模拟框架，用于解释所观测到的NV产额，并预测在退火后，定向信息仍保留在NV分布中。机器学习进一步恢复了因缺陷扩散及有限NV产额而损失的大量信息，将头尾分类能力提升至与退火前空位径迹相当的水平。对NV自旋相干性的测量表明，该技术可通过NV应变映射和基于磁梯度的方法实现纳米尺度径迹重建。这些结果为构建用于稀有事件的NV金刚石定向探测器指明了有前景的路径，而该径迹建模框架对于古探测和量子材料合成也具有广泛的应用意义。