第25章：实验室 Schwinger 极限稳态跨越与“无媒性”

目录 ／ 附录-1. 预测和证伪（V6.0）

一、前言

Schwinger 生对是“真空不空”的最硬读数之一：它不是材料中的击穿，也不是气体中的放电，而是电场强到一定程度时，真空以“电导与成对产额”的方式给出可观测响应。问题在于，实验室里几乎所有强场信号都容易被更“俗”的机制伪造：场致发射、热发射、多光子电离、微等离子体、表面二次电子与探测链路串扰，都能给出计数上抬与电流出现。

因此，本章把“Schwinger 稳态跨越”限定为三条同时成立的硬结构：稳态阈后持续、无色散、无媒性。所谓“无媒性”并非否认电极与真空腔的存在，而是要求信号的主导部分不依赖残余气体与材料介质的可调参数；所谓“无色散”不是不随任何参数变化，而是不随驱动载频或载波能量出现可归因于多光子过程的规律重标度；所谓“稳态阈后持续”则要求信号在长占空比或稳态驱动下仍能保持，而非只在瞬态冲击窗口内出现。三者若能在同源同窗下闭合，将把强场真空读数从“可解释的一切”中剥离出来。

二、预测（核心一句话）

在超高真空与长占空比（或稳态）强场平台中，当有效电场代理量 E_eff 跨越阈值区间 E_th 后，将出现可复验的“阈后持续”信号：成对产额与真空电导随 E_eff 单调上升且可在稳态维持；该信号对驱动载频与载波不呈规律性依赖（无色散），对残余气体压强/组分与电极材料/表面工艺在合理变体内不敏感（无媒性），并在同一时间窗内满足成对指纹闭合：511 keV γ–γ 反符合显著、正负载荷能谱近对称，且与回路“真空电导”代理量呈零时滞同现。若信号可被 Fowler–Nordheim 场致发射外推、热/多光子规律、微等离子体与气压/材料依赖系统性解释，或跨平台不复现，则否证该预测。

三、一句话目标

把“强场真空生对”从瞬态与材料效应中抽离：用阈后稳态、无色散、无媒性与成对闭合四联判据，给出支持或上限否证线。

四、要测什么

• 有效电场代理量与归一化轴：为每个平台定义并冻结 E_eff 的代理量口径（几何间隙、场增强因子、波形峰值、局域场重建或等效能量密度），并以 E_eff/E_S 或等效无量纲轴进行跨平台对齐；E_S 取 1.3×10^18 V/m 作为文字参照，不作为必须达到的工程要求。
• 阈值与阈后稳态：在占空比/稳态时长分档（短/中/长）下，记录信号是否呈“持续/间歇/瞬态”，并给出阈值位置（低/中/高场档）与阈后曲线形态（平缓/转折/加速上抬）的文字化分级。
• 成对 γ 指纹：在 511 keV 能区测量谱线显著性、γ–γ 反符合峰与时间符合窗内的角关联；同时记录本底与屏蔽条件下的稳定度。
• 正负载荷对称性：以磁谱仪、时间飞行或等效分辨手段区分 e+ 与 e−，输出正/负载荷计数与能谱的对称性分级（对称/轻微偏置/显著偏置），并标注对极性翻转的响应。
• 真空电导代理量：在电容隔离或等效去耦结构下测量回路微流，区分位移电流与可归因于“导通”的分量，并给出与成对计数的同窗相关强度与零时滞指标。
• 无媒性判据：在残余气体压强与组分阶梯扫描（含 RGA 质谱监测）、电极材料/涂层/表面粗糙度互换、以及温度分档下，检验信号强度与阈值位置是否保持“弱依赖”与“可对齐”。
• 无色散判据：在不同驱动通道（直流/射频/太赫兹/光抽运太赫兹）以及不同载频与波形变体下，在匹配 E_eff 的条件下比较产额与电导代理量；进入“无色散”的部分必须不呈随载频或光子能量的规律增强、重标度或翻向。
• 微等离子与表面过程监测：记录微等离子光谱、可见/紫外发光、局域温升与逸出日志，建立可剥离的上限账本，避免把放电或表面辉光误认作真空读数。

五、怎么做

• 多平台并行与同一口径仲裁：至少覆盖直流强场微间隙、射频高场结构、太赫兹强场与光抽运太赫兹两类以上通道；每个平台在相同“阈值—阈后—稳态”分级口径下输出曲线与分级表，再进行跨平台对齐与仲裁。
• “无媒性”几何设计：在电极开口足够大处设置体源见证区，使主诊断体积远离表面至少多个趋肤深度与典型二次电子回返尺度，降低表面二次过程与气体碰撞的主导性。
• 诊断链路的成对闭合：γ–γ 反符合阵列与正负载荷分辨（磁谱仪或等效）同步工作；回路电导代理量与成对计数在同一时标下对齐，统一时间窗与死时间校正，输出零时滞同现统计。
• 标定与扣除：以标准 γ 源与电子源完成能区与效率标定；对本底、宇生辐射、散射与屏蔽漏计建立稳定度日志；对位移电流与电磁串扰建立注入—回收对照，冻结扣除口径。
• 前馈—盲化—仲裁：仅基于 E_eff 代理量、占空比、温度与气压，事前发布阈值档与阈后形态预测卡；测量组在未知预测卡条件下产出分级表；仲裁组按预注册规则统计命中/错向/空击率，并在平台与机构维度分层。
• 留出与复验：每个平台保留留出占空比与留出场强档位作为最终确认；跨机构互换原始计数、波形、谱线与处理脚本做独立复算，要求结论对几何微扰与硬件互换稳健。

六、对照与空检

• 场致发射基线对照：在低场区获取 Fowler–Nordheim 样式的对数线性段作为外推基线；若高场“阈后上抬”可被该外推在误差带内重现，或与表面粗糙度强耦合，则不计为 Schwinger 稳态跨越。
• 气压与组分阶梯对照：对残余气体压强做阶梯扫描并记录组分变化；若信号随气压显著增强或伴随微等离子光谱出现，则优先判为放电/碰撞过程。
• 温升与多光子对照：升温与高频光照作为对照轴；若信号随温度或光子能量呈规律增强，并在不同载频间表现出可归因于多光子过程的重标度，则否定“无色散”。
• 极性翻转与对称性对照：翻转场方向与电极极性；若正负载荷显著不对称且随极性翻转表现为单边增强，优先判为场致发射与二次电子链。
• 关场空载与时间置换空检：关场或离共振远扫时，511 keV 反符合与电导代理量应退回本底；随机置换时间窗或打乱符合配对后，“零时滞同现”必须显著消失。
• 材料与表面互换对照：电极材料、涂层与抛光工艺互换；若阈值位置与信号强度随材料/表面出现系统性大幅漂移且无法以 E_eff 归一对齐，则否定“无媒性”。

七、支持（通过）判据

• 在至少 2 类平台、至少 2 家机构中，出现清晰阈值转折与阈后持续：信号在长占空比或稳态条件下保持，并随 E_eff 单调上升且可用统一归一化轴对齐。
• 无色散成立：在匹配 E_eff 的前提下，信号对驱动载频/载波的变化不呈规律性重标度或翻向，且跨通道（直流/射频/太赫兹）方向一致。
• 无媒性成立：在残余气体压强/组分阶梯与材料/表面互换下，阈值位置与阈后曲线形态仅作小幅漂移且可被 E_eff 归一对齐，主信号不被气压与材料系统项主导。
• 成对闭合成立：511 keV γ–γ 反符合显著，正/负载荷谱近对称，并与“真空电导”代理量在同窗内呈零时滞同现；对照与空检能显著打碎该闭合。

八、否证（未通过）判据

• 信号可被场致发射、热发射、多光子电离或微等离子体全套解释：表现为气压/组分依赖、材料/表面强依赖、随载频或光子能量规律增强，或与微等离子光谱同现。
• 511 keV 线不显著或缺乏 γ–γ 反符合峰，正/负载荷谱明显不对称，或与电导代理量不同窗、不同相位，无法形成同源同窗闭合。
• 仅见瞬态冲击窗口内的偶发现象：在长占空比或稳态条件下信号不持续，阈后曲线无法复验，或对初值/热史极端敏感。
• 跨平台/跨机构不复现：阈值位置与阈后形态无法在统一归一化口径下对齐，仲裁命中率长期接近随机。

九、系统误差与对策（不超过三点）

• 天然本底与宇生辐射造成伪 511 keV：采用厚屏蔽与反符合屏蔽，严格执行源开/关占空比对照，并发布本底稳定度与角度模板摘要，以剥离本底漂移。
• 交叉串扰与计数堆叠：开展符合时间窗扫描与死时间校正，设置随机触发空窗统计；以独立品牌谱仪互换复查，避免单一路线的电子学伪峰。
• 表面效应与微等离子：电极重抛光与涂层互换，执行气压阶梯与光谱监测；对出现辉光、谱线或局域温升异常的历元降权或留出，确保“无媒性”判据不被破坏。

十、成败线（一句话版）

若在超高真空与稳态强场下出现阈后持续、无色散、无媒性的成对信号，并以 511 keV γ–γ 反符合、正负载荷对称与真空电导零时滞同现形成可复验闭合且跨平台/跨机构稳定复现，则支持本章预测；若信号随气压/材料/载频规律变化或缺乏成对闭合、并可由场致发射与微等离子过程解释，则否证本章预测。