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该论文从气体探测器到量子传感器，探索了暗物质探测的实验与理论方法，致力于解决识别占宇宙能量27%的暗物质这一挑战。研究综述了天体物理和宇宙学证据，指出标准模型的局限性，并通过直接探测、间接探测和对撞机三种策略推动对弱相互作用大质量粒子（WIMPs）、轴子和暗光子的搜寻。实验工作包括基于Micromegas的TREX-DM低质量WIMP探测实验，涵盖氩氖混合气体研究、探测器设计、屏蔽结构、读出系统及本底抑制。采用GEM结构使增益提升达45%。研究开发了基于紫外LED的内部校准系统以实现紧凑型低本底运行，同时通过压力相关增益研究优化未来低本底时间投影室（TPC）。该工作还通过晕oscope推进轴子与暗光子探测，并首创DarkQuantum原型系统——将超导量子比特与微波腔耦合实现单光子探测，以5.051 GHz频率对超大质量暗光子相互作用给出迄今最严格排除限，验证了量子增强探测器的可行性。整体研究连接经典与量子探测技术，既推进了WIMP搜寻，又开创了用于轴子和暗光子探测的紧凑型量子传感器，为未来高灵敏度暗物质实验奠定基础。