对话：Marios Maroudas 博士

请先介绍一下您的学术背景。

我在希腊帕特拉斯大学物理系获得了理论与数学物理、天文学以及天体物理学的学士、硕士和博士学位。除此之外，我还在英国伦敦大学学院 (University College London) 从事过惰性中微子的研究，在雅典“德谟克利特”多学科研究中心 (NCSR Demokritos) 从事过重规范玻色子的研究，并且在韩国精准物理研究中心和基础科学研究所 (CAPP/IBS) 从事过射频腔设计的研究。之后，在 2014 年到 2022 年期间，我在日内瓦的欧洲粒子物理研究所 (CERN) 工作，从事天体粒子物理学和 CAST 实验的研究。最终，我在 2019 年被任命为暗物质探测器 CAST-CAPP 的硬件、软件和数据采集负责人。在那期间，我们为暗物质研究设计了新的探测方案，其中包括相位匹配和快速频率扫描。这些方案提高了观测到暗物质信号的可能性。自 2022 年以后，我一直在德国汉堡大学担任博士后研究员。目前我正在通过两个新的实验继续开展暗物质的研究，同时也在探索量子探测器在暗物质研究中的应用。

您的理论知识是如何帮助您成为一名实验家的？

它帮助我思考不同的实验方法，并将其应用于各种实验框架。它还帮助我在设计新实验时总览全局，并构想和提出新的实验技术。

您目前从事什么研究工作？

我主要研究暗物质，尤其是暗物质的头号候选者之一：轴子。我目前正在参与汉堡大学的 WISPLC 和 WISPFI 项目。WISPLC 主要基于集总元件法。它在螺管式磁铁内部使用了拾波线圈和电感电容 (LC)，后者增强了轴子诱导振荡电流的期望信号。该实验主要对低轴子质量区域 (neV)x 敏感，频率在 MHz 范围。而 WISPFI 是一种基于空芯光子晶体光纤的马赫-曾德尔干涉仪。它专注于更高的轴子质量（100 兆电子伏），对应频率落在太赫兹区域内。我们也在研究利用量子探测器来提高测量灵敏度。

您能对量子探测器再多做一点解释吗？

我们所遇到的最大挑战，一直都是如何设置足够灵敏的实验来进行暗物质探测。为此，我们需要通过增强被测信号或减少各种噪声贡献值来提高信噪比。我们可以通过施加更强、更长的磁场来增强信号，而通过使用量子探测器（例如基于石墨烯的约瑟夫森结辐射热测量计和 transmon 量子比特），我们甚至可以将噪声减少至标准量子极限以下。

汉堡地区有大量专注于开展暗物质研究的活动。这种氛围对您的研究有什么帮助呢？

科研氛围相当重要，因为没有人能够单打独斗，尤其是当涉及到暗物质这种巨大的科学谜团时。这里的每个研究小组都专攻不同的探测方案，这意味着人人都能从这种合作中受益。在某个时刻，我们提出了在世界各地实施探测器网络的想法。这使得单个信号可以在多个探测器中出现，同时还能确保全时段覆盖率，为发现暗物质提供了可能性。为此，我们需要有多个研究小组共同开展合作。

UHFLI 对您的测量有什么帮助呢？

对于 WISPFI 实验而言，光子到轴子的转换会导致出现非常微弱的信号，而 UHFLI 是该领域内最灵敏的仪器之一，它在这些频率下的输入噪声贡献值非常低。此外，各种内置模块（如示波器、扫描仪、绘图仪和多个 PID）允许我们更有效地控制和锁定干涉仪。

此外，我们的数据采集系统必须集成到Python 环境下，连续运行数月。LabOne的 API 日志功能使得我们可以轻松将设置参数迁移至 Python 文件，从而实现全过程自动化。这可以为我们节省大量时间。在 CERN 和汉堡工作期间，我曾与几家公司合作过，但我可以说苏黎世仪器的客户支持是我见过最好的。他们会仔细研究实验的细节和难点，同时进一步深入探索，甚至提出新的解决方案。我们对此表示感谢。

作为一名科学家，您做过最疯狂的事是什么？

在 CERN，全天候监控数据是非常重要的。为此，必须有人随时待命。这些实验的人力都是有限的，有时只有我一个人。这意味着我必须在一天当中随时应对任何类型的实验错误，这种压力是非常大的。但最终还是成功了，我们在《自然杂志》上发表了一篇论文，反响非常好。

最后，您能给未来新一代的研究人员一些建议吗？

探索宇宙奥秘绝对是最令人兴奋的工作之一。暗物质和暗能量无疑属于物理学领域的最大谜团之列。在实验室里的每一天，都有新的挑战等待我们去面对和解决。虽然这可能有些令人生畏，但同时也能激发你的想象力。说到底，如果我们想为探索物理学的未知领域做出贡献，就不得不面对这些挑战。所以，新一代的研究人员必须永不放弃，坚守自己真正热爱的工作。如果他们想把余生奉献给科研事业，这一点尤其重要。