NIST研究员John“Ben”Mates（左三）与来自NIST和位于日本东海的日本质子加速器研究中心的同事们。 Mates安装了一个多路复用系统，该系统是他为敏感的热传感器阵列开发的。
学分： 由Ben Mates提供
2011年物理学家约翰·本·马特斯（John“Ben”Mates）完成博士论文时，他认为很少有人会读它
Mates在科罗拉多大学（University of Colorado）读研究生时，曾在NIST从事博士研究，但他并不认为自己的工作不重要。
Mates只是很现实。 大多数科学家都懒得费力地阅读博士论文，这些论文可以长达100多页。 论文往往侧重于高度专业化的主题。
Mates在NIST工作了几年，他是对的。
他设计了一种新颖的方法，从一系列精密敏感的传感器中读取信号，这些传感器测量热辐射强度的微小变化，包括宇宙大爆炸的余辉，即宇宙微波背景（CMB）。
从NIST开发的被称为过渡边缘传感器（TES）测辐射热计的探测器中读取数据被证明是具有挑战性的。 这是因为测辐射热计只能在零下一度以上的温度下工作 绝对零度 ，约为-273摄氏度或-459华氏度。 如果过多的电线将超低温探测器连接到室温设备，传感器将发热并停止工作。
Mates的论文描述了一种最小化这些导线数量的方法，使传感器能够保持其寒冷的工作温度。
完成论文后，Mates在NIST继续进行另一个研究项目。
需要（许多）测辐射热计 然而，在2013年末，他的NIST主管Joel Ullom问他是否愿意回到最初的研究。 乌尔隆告诉马特斯，他的论文变得更加重要。
Mates之前已经证明，两个TES测辐射热计的信号可以通过连接到室温设备的单根导线读取，而不是使用每个传感器的单独导线。
虽然他设计了一种方法，可以将大量传感器的室温连接最小化，但他并没有实际证明这种方法可行。
现在，迫切需要大规模的示威游行。
天文学家们不仅想使用地面望远镜上的两个，而且还想使用数千个TES测辐射热计，以比以往任何时候都高出10倍的灵敏度来检测CMB。 尽管研究人员对CMB进行了几十年的研究，但测辐射热计能够捕捉到辐射中微小温度变化的细节，这可能会对宇宙诞生的主导理论进行检验。
然而，由于有数千个测辐射热计，如果不将传感器加热到超过其工作温度，几乎不可能在每个测辐射热表上连接单独的室温导线。
在接下来的10年里，马特斯完善了他的技术，展示了如何将来自每个TES的信号——微小电流的变化——转换成独特的频率。 他表示，一根室温电缆可以携带数千个这样的频率，从而大大减少了返回探测器的热量。
天文学家最近用他的方法，即微波多路复用，安装了67080个 辐射热计 在上 西蒙斯天文台 这是一套位于智利的四台望远镜，用于研究CMB。
西蒙斯天文台（Simons Observatory）位于智利北部的高沙漠顶部，是一组望远镜，用于检查大爆炸留下的光线。
学分： B.基廷/加州大学圣地亚哥分校
NIST设计的传感器就像微型温度计一样，可以识别40%以上天空CMB中微小的温度变化，小到一摄氏度的千万分之一。
微小的热点和冷点对应着宇宙在其诞生38万年后的幼年时期密度的微小变化。 对这些变化的研究揭示了微小的物质团（我们今天在天空中看到的星系的种子）是如何以及在何处首先在宇宙中形成的。
辐射热计还记录辐射电场中CMB摆动中不同极化的模式。 这些摆动在宇宙大爆炸后一瞬间就编码了大量关于宇宙的信息，并可能为其神秘起源提供线索。
多元化研究成为主流 现在，Mates的论文是一个热门话题，许多对多路复用感兴趣的科学家都需要阅读。 他收到了数百份重印申请，并周游世界，最近在东海的日本质子加速器研究中心安装了仪器。
马特斯说：“这一切的结果有点奇怪。”。 “我从未想过这项工作会产生如此大的影响。”
他的论文很受欢迎，马特斯说他正在考虑出版他的手稿的更新版本。
未来，Mates希望不断完善技术并降低成本，以便在未来十年或更长时间内有更多的项目。
虽然他很感激自己的工作目前受到的关注，但对于Mates来说，测量问题是继续研究的动力。
他说：“我认为我还发现开发和改进系统的大多数问题本身都很有趣。”。
测量宇宙 许多NIST技术已经在星空中找到了归宿。 进一步了解这项研究如何帮助我们更好地了解我们的世界 测量Cosmos站点 .
