第47章：伽马暴余辉偏振旋转的环境依赖性

目录 ／ 附录-预测和证伪

一、【一句话目标】
在统一时标/频标与源端定标前提下，针对伽马暴（GRB）余辉的时域偏振（线偏振度 (p)、电矢量位置角 EVPA、圆偏振 (V)）与多波段光度/谱线联动，构建与检验一套环境依赖性指纹：在充分剥离仪器/采样/色散（法拉第/等离子）/几何（喷流—视角）项后，判断偏振旋转（EVPA 随时间/频率的系统变化）是否与外部环境层（宿主星系/星际介质密度与湍流、磁场/流体拓扑、弱透镜 κ/γ、宇宙丝取向与结点邻近）呈现可前馈预测的单调/平台/阈值关系，并在跨事件/跨设施/跨管线下复现。若观测可由法拉第未净化、尘致双折射/散射、喷流几何退化/辐射冷却色散解释，或不具备复现性，则否证。

二、【要测什么】

1. 偏振旋转指纹（文字化分级）
   • 对EVPA(t, ν)、(p(t, ν)) 与 (V(t, ν)) 在共同带通/共同 PSF/共同时标下的趋势与幅度做强/中/弱；顺时/逆时；稳定/不稳定分级；
   • 在事件 × 波段（光学/近红外/射电毫米）× 观测窗（prompt 尾/plateau/正常衰减/late bump）× 管线网格上标注符号与幅度稳定性。
2. 非色散一致性（跨波段/去 RM 口径）
   • 在射电—毫米子带执行RM 合成与去旋得到 (\lambda \to 0) EVPA；检验去旋后的EVPA(t) 与光/近红外的方向与强度排序是否一致；
   • 若残差随**(\lambda^2)/1/ν呈规律性翻向/缩放，判为法拉第/介质色散**项。
3. 零时滞同现（跨波段/跨设施）
   • 以单一外参时标对齐光学—近红外—毫米/射电偏振与光度时序，评估EVPA 变化—(p) 抬升/压低—色变之间的零时滞峰与侧翼对比（强/中/弱）；
   • 若同窗内多波段出现同向旋转/同步平台，计为支持。
4. 环境关联剖面
   • 将偏振旋转指标与宿主 ISM 密度/金属丰度、吸收线（Na D、Mg II）等柱密度代理、弱透镜 (\kappa/ \gamma)、宇宙丝主轴/到结点距离、前景星系/团落配准；
   • 绘制单调/平台/阈值剖面并记录前馈预测是否命中。
5. 几何—微物理正交性
   在喷流开角/视角/结构喷流与微物理参数（(\epsilon_B/\epsilon_e)、加速指数、外介质幂律）的后验空间内，检验偏振旋转残差与几何/微物理退化是否近正交；仅靠几何即可复制则降级。
6. 比值稳健与“整体平移、比值不变”
   验证：在去 RM/去尘色后，多波段 (p) 比/光度色比保持稳定，而EVPA呈现整体旋转/平台（随时间平滑平移），计为支持。
7. 历次复现与分族差异
   在长暴/短暴、具/无亮宿主、z 高/低分族中比较符号与强度排序是否复现；对无显著吸收/低 (\kappa) 的参照样本，偏振旋转应显著减弱或消失。

三、【怎么做】

1. 数据与设施族
   • 快速触发：高时采样光学偏振相机（秒—分钟级）与毫米/射电极化（ALMA/NOEMA/VLA）协同；
   • 广域监测：多台 1–10 m 级望远镜与巡天+跟踪模式，覆盖早期—晚期完整时窗；
   • 光谱与环境：高分辨率光谱获取吸收系/金属丰度，弱透镜/环境来自深场成像与 (\kappa/ \gamma) 重建、丝骨架。
2. 统一定标与去系统化
   • 角零点/仪器泄漏：多偏振标准星与零偏振星闭环，发布EVPA 零点日志与D-term/交叉手相位；
   • 去 RM/色修正：射电—毫米RM-synthesis 与去旋、光学/近红外尘色模板与带边留出；
   • PSF/同位：统一到共同 PSF并在同位像素/同窗抽取时序；
   • 时间对齐：单一外参原子时/1PPS锁定多设施时间戳。
3. 处理与堆栈（双管线）
   • 管线 A（时域）：多尺度平滑/高通→EVPA/ (p)/(V) 的趋势与平台检索→零时滞同现指数；
   • 管线 B（谱域/频域）：RM-synthesis/波段差分→去色残差→非色散旋转量提取；
   • 在事件 × 波段 × 设施 × 时窗输出文字化强度表与非色散/零时滞标签。
4. 分层与前馈
   • 按宿主/前景柱密度、(\kappa/ \gamma)、丝取向、喷流几何后验分箱堆栈；
   • 前馈组仅用环境/几何层生成预测卡（旋转方向/量级/是否阈值式），测量组盲化处理，仲裁组计算命中/错向/空击率并在留出事件上验证。

四、【阳性/阴性对照与剥离假象】

1. 阳性对照（支持环境依赖）：
   • 去 RM/去尘后，光学—近红外—毫米/射电的 EVPA 显示同向旋转或平台，且与 (p)/色变零时滞同现；
   • 旋转量随**(\kappa/ \gamma)、柱密度、丝取向夹角呈单调/平台/阈值**，预测卡显著优于随机；
   • 结果对PSF/带边/角零点/去旋参数稳健，并在分族（长/短暴、z 高/低）中可迁移。
2. 阴性对照（反对环境依赖）：
   • 残差随**(\lambda^2)/1/ν规律翻向/缩放，或与RM/尘色模板**强相关；
   • 信号仅在单波段/单设施/单管线显著，或对带通/同位/对齐/高通高度敏感；
   • 标签置换/时间反演/方法互换/参数打乱仍“检出”，提示方法偏差；
   • 引入更严格的去 RM/色修正/零点校准后信号消失，或可由喷流几何/冷却色散完全复制。

五、【系统误差与对策（不超过三点）】

• 法拉第与尘致双折射残留：可诱发假旋转。对策：RM-synthesis多核对照、去旋后与光学口径一致性检验、尘色族边际化与带边留出。
• 仪器偏振与角零点漂移：造成 EVPA 偏置。对策：多标准星交叉、角零点日志与漂移回归、D-term/交叉手相位每日闭环。
• 几何退化与辐射色散：喷流视角/结构与冷却导致类旋转趋势。对策：在几何/微物理后验中显式边际化并做正交对比，仅保留非色散与环境相关残差。

六、【执行与公开】

• 预注册：事件清单与触发优先级、波段与设施、共同 PSF/带通核、去 RM/色修正口径、非色散/零时滞/剖面形态判据、环境与几何自变量、阳性/阴性对照与排除条款、仲裁评分；
• 留出与复验：设置高/低 (\kappa)、强/弱柱密度、丝对齐/失配、角零点稳定/不稳等留出单元；
• 跨团队复现：互换偏振与光度时序/时间戳日志/角标与 D-term/去旋与色修正参数/脚本，运行降采样/加噪/核变体/对齐扰动/去旋参数扫描稳健性测试；
• 公开材料：发布预测卡、旋转量与平台强度表、零时滞与非色散摘要、角零点/带通/去旋与色修正/环境日志与关键中间产物（文字化）。

七、【成败线】

1. 支持（通过）：
   • 在**≥2 条独立管线、≥2 套设施、≥3 个波段与多事件/多分族中，复现非色散的 EVPA 旋转/平台与零时滞同现**；
   • 旋转量与**(\kappa/ \gamma)、柱密度、丝取向呈可前馈的单调/平台/阈值关系，对PSF/带边/角零点/去旋参数**稳健；
   • 仲裁命中率显著高于随机，并在留出事件与分族中独立复现。
2. 否证（未通过）：
   • 结果被RM/尘色/仪器零点主导或随频呈色散律；
   • 仅在单波段/单设施/单管线显著，或对参数/口径高度敏感；
   • 留出与盲化中信号消失/翻向，仲裁接近随机，难与方法/系统伪像区分。