第18章：LHC 喷注“通道内相干”随拥塞度更新量（加入旋纹/纹理通道的粒子层代理）

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言
喷注亚结构所呈现的“相干”，并不仅仅是某一条可视化曲线的好看与否，而是色流通道对软辐射、裂变序列与角向有序性的整体约束：同一条通道里，软辐射更“同向”、裂变更“成脊”、几何更“有序”。传统口径下，拥塞度（堆积、底事例、局域能流密度）往往被视为会稀释相干的噪声源；而在 6.0 的纹理框架中，拥塞并不必然等同于“随机化”，它也可能把能量海的“道路网络”压得更显影，使通道纹理更难被打散，从而在完成标准堆积抑制与修剪统一后，仍能留下可复验、可前馈、可跨算法迁移的相干更新规律。
本章将“通道内相干”拆成一组可操作指标，并引入粒子层面的“旋纹/纹理通道”代理量：不把它当作神秘新粒子，而把它当作喷注内部能流组织的可读形态（轴、手性、相位稳定性），并以预注册的“更新量符号规则”把口径漂移风险压到最低。

二、预测（核心一句话）
在 LHC 的 pp 样本中，于完成堆积抑制与修剪统一的前提下，喷注通道内相干并不会随拥塞度普遍被稀释为随机；相反，其相干指示量（包括 Lund 主脊清晰度、色流拉角集中度、Soft Drop 裂变排序、能量相关函数/亚结构比值）与新增的旋纹/纹理通道代理量（旋纹强度与相位稳定性）将随拥塞分档呈一致、单调且跨通道复现的“更新量”方向变化，并且局部拥塞（ρ_local）对更新量强弱排序的解释力显著优于全局拥塞（μ、ρ）。若更新量方向在不同算法/不同通道间无一致性，或在色净对照中翻向，或前馈命中率接近随机，则否证该预测。

三、一句话目标
在二喷注、γ+jet、Z+jet 与顶夸克喷注等通道中，把“相干是否被拥塞破坏”转写为可预报、可盲化、可跨算法复验的更新量判据，并用粒子层旋纹/纹理通道代理量补齐 6.0 的微观入口。

四、要测什么

1. 拥塞度与代理量（文字化分档）
   • 全局拥塞：每束团平均重叠事例数 μ、FastJet 区域中位数法的事件能流密度 ρ、横向区（transverse region）标量 ΣpT 与 Nch。
   • 局部拥塞：喷注外环（R 到 2R）内的局域能流密度 ρ_local、喷注周围的跟踪—顶点关联密度与孤立度。
   • 分档口径：统一划分低/中/高三档，并要求在不同数据期、触发与喷注 pT 段保持可比。
2. 通道内相干的主指标（多角度、可迁移）
   • Lund 平面主脊：主脊清晰度/窄度（清晰/中等/模糊）与角向有序性（增强/保持/破坏）。
   • 修剪后裂变：Soft Drop 的 zg 与 Rg 在低→高拥塞分档下的排序迁移（向中等对称度聚集/保持/向极端不对称扩散）。
   • 能量相关函数与亚结构比值：D2、C2、τ21、τ32 等分布的变窄/持平/变宽。
   • 色流取向：pull angle 与 pull 向量强度在二喷注与 γ/Z+jet 里的集中/不变/发散。
   • 软成分同向比：喷注内扇区的同向—反向计数比的单调更新方向。
3. 新增：旋纹/纹理通道的粒子层代理量（6.0 微观入口）
   • 旋纹强度（手性组织的“强弱”，不以整体偏置为前提）：构造与喷注轴 n_jet 相关的有符号三重积类“手性”量 H（例如以若干高权重轨迹的动量构造 (p_i × p_j)·n_jet 的符号聚合），以 |H| 的分布宽度或均值作为旋纹强度；记录其在低→高拥塞下的增强/持平/减弱。
   • 旋纹相位稳定性：将喷注横截面能流按方位角展开，提取主导角模态的相位 φ1（或等效的“亮带朝向”）；比较原始喷注与修剪喷注、或不同半径环带之间的相位差 Δφ1，记录其是否随拥塞变得更稳定（Δφ1 变小、更集中）或更漂移（Δφ1 变大、更分散）。
   • 纹理通道选择性：在同一拥塞分档内比较 quark-rich 与 gluon-rich、二喷注与 γ/Z+jet、以及顶夸克喷注与 QCD 喷注的旋纹强度与相位稳定性排序是否保持同向一致，用以检验“通道纹理”是否随色流通道而变。
4. 更新量的预注册定义（符号规则写死）
   • 对每一相干指标与每一旋纹代理量，在低→中→高拥塞分档间记录趋势方向：上升/持平/下降，并附幅度等级：强/中/弱。
   • 将“相干增强”的方向定义为：主脊更清晰/更窄、分布更集中/更窄、pull angle 更集中、同向比上升、|H| 增强、相位更稳定。
   • 将“相干削弱”的方向定义为：主脊更模糊、分布更分散、pull angle 发散、同向比下降、|H| 减弱、相位漂移加剧。
   • 整体相干更新量 ΔC 的合成判据预注册为：主指标集合中“增强”项占多数且至少覆盖两个独立类别（几何类与色流类，或几何类与旋纹类），则 ΔC 判为增强；若“削弱”项占多数则判为削弱；若多数不成立则判为持平。

五、怎么做

1. 样本与重构
   • 采用多期 LHC pp 数据（覆盖不同堆积环境），统一使用 anti-kT（R=0.4/0.6）与 Cambridge/Aachen 用于裂变树重构。
   • 并行生成卡洛/粒子流喷注与基于跟踪的喷注，形成“粒子层—探测器层—跟踪层”三角对照。
2. 堆积抑制与修剪的网格化并行
   • 堆积抑制三路并行：PUPPI / SoftKiller / 成分减法。
   • 修剪与掐枝参数族并行：Soft Drop 的 z_cut 与 β 做预注册扫描。
   • 在“3×3 组合网格”下重复提取所有相干指标与旋纹代理量，任何结论必须跨网格保持同向一致。
3. 前馈—盲化—仲裁
   • 环境组（前馈）：只使用（μ、ρ、ρ_local、ΣpT^trans、Nch）为每个通道与每个拥塞分档输出预测卡：对每一指标在低→高拥塞间的方向（上/平/下）与强度等级（强/中/弱），并给出整体 ΔC 的预测分级。
   • 测量组（独立管线）：在未知预测卡条件下输出各指标的文字化分布与趋势。
   • 仲裁组：按预注册符号规则对齐预测卡与实测摘要，统计命中率、错向率与空击率，并在通道/算法/数据期维度分层。
4. 拥塞操控与对照设计
   • 零偏置叠加：用最小偏置事件人工叠加到相同硬散射上，构造可控拥塞梯度。
   • 横向区基线：以横向区 ΣpT、Nch 作为事件级拥塞度标尺，与 FastJet ρ 交叉校准。
   • 随机锥与移位锥：评估非喷注软底流对相干与旋纹指标的偏置，并做同口径剥离。
5. 色流—几何分层
   • 对背对背二喷注与 γ/Z+jet 分别计算 pull 与 Lund 主脊的一致性；以色净对照锁定“色流主导”与“底事例伪像”的边界。
   • 将样本按喷注动量、|η|、R 值与 quark/gluon 富集标签分层复算，以检验更新量的普适性与可迁移性。

六、阳性/阴性对照与剥离假象

1. 阳性对照（支持路径型共同项/纹理通道主导）
   • 在堆积已抑制与修剪已统一的前提下，拥塞升高时 Lund 主脊依然清晰或更清晰，pull angle 在二喷注与 γ/Z+jet 中表现为更集中或持平；zg、Rg 与 D2、τ21 等分布呈单调更新且方向与前馈一致。
   • 旋纹强度 |H| 与旋纹相位稳定性随拥塞同向增强或持平，并在多算法网格与多期数据中方向一致。
   • 局部拥塞 ρ_local 相比全局拥塞（μ、ρ）对更新量强弱排序的命中率更高。
2. 阴性对照（反对路径型共同项/提示方法伪像）
   • 使用随机叠加或旋转喷注轴后仍出现“相干增强”与“旋纹增强”，判为方法偏好或定义自激。
   • 仅在卡洛喷注或仅在单一修剪参数下显著，跟踪喷注/顶点关联不支持，判为堆积/关联误配。
   • 在 γ/Z+jet（色净对照）中与二喷注方向相反或不复现，判为色流假象或底事例耦合。
   • 旋纹出现明显与探测器分区、读出时窗或重建阈值强相关的“相位锁定”，判为仪器相位伪影。

七、支持（通过）判据

• 在至少 2 个通道（例如二喷注与 γ/Z+jet）与至少 2 套独立管线中，主相干指标与旋纹代理量随拥塞的更新量方向一致且单调，且前馈命中率显著高于随机。
• 局部拥塞优于全局拥塞解释更新量强弱排序，且该结论跨数据期与算法网格稳健。
• 结论在零偏置叠加、随机锥/移位锥与旋转轴等对照下保持；色净对照不出现“与色流逻辑相矛盾”的翻向。

八、否证（未通过）判据

• 相干随拥塞普遍被稀释/去相关，或不同管线/算法给出相反方向；旋纹代理量对拥塞无稳定单调性。
• 前馈命中率接近随机，或仅在单一算法/单一数据期显著。
• 在色净对照（γ/Z+jet）中不复现或方向相反，或对局部/全局拥塞不敏感，无法形成可迁移的更新量规律。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 堆积与底事例建模：过度/不足扣除会假性改变相干与旋纹。对策：PUPPI/SoftKiller/成分减法三法交叉；用随机锥与零偏置叠加校准残差并分层给出堆积依赖。
• 触发与选择偏置：触发阈值与孤立条件改变 quark/gluon 比例与相干口径。对策：按触发菜单与喷注 pT 分层；以 γ/Z+jet 作色流与触发的双基线。
• 探测器效应与越束堆积：时间窗与外推效率影响软辐射与方位相位。对策：使用时序信息与顶点—轨迹强制关联；在卡洛—粒子流—跟踪喷注之间做三角对比，并发布相位稳定性对仪器分区的敏感度报告。

十、执行与公开

• 预注册：拥塞分档、相干指标与旋纹代理量的文字化分级口径、更新量符号规则、前馈预测格式、盲化与仲裁规则、阳性/阴性对照与剔除条款。
• 留出与复验：每个通道与拥塞档位设留出数据片段与留出参数族作最终确认。
• 跨团队/跨算法复现：在 ATLAS/CMS 开放数据或合作数据与独立管线间互换四级产出（对象—喷注—子结构—文字分级表），公开拥塞模板、预测卡、更新量分级表与关键中间产物。
• 互证闭环：与第1章（无色散公共项跨探针共证）、第11–12章（边界可工程化与阈后非线性）、第19章（张度墙呼吸原位成像）形成“高能相干—边界—通道纹理”的交叉检验链。

十一、成败线（一句话版）
若在多通道、多算法、多数据期与多团队下，通道内相干与旋纹/纹理通道代理量随拥塞呈一致单调更新，且局部拥塞对更新量排序的前馈命中显著高于随机并通过对照空检，则支持本章预测；若更新方向不一致、色净对照翻向或前馈命中接近随机，则否证本章预测。