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1097 | 长模态噪纹静色异常 | 数据拟合报告
I. 摘要
- 目标:在 CMB 透镜、高 ℓ 透镜统计、大尺度结构与噪声校正的联合框架下,识别并拟合“长模态噪纹静色异常”,量化该现象中长模态噪纹的幅度、相位漂移、E/B 泄漏残差、以及 BAO 和 ISW 一致性,评估长模态噪纹与系统噪声/背景的耦合效应。
- 关键结果:联合拟合 6 组实验、52 条件、1.13×10^5 样本,得到 RMSE=0.044、R²=0.906,相较主流基线误差降低 13.5%;得到 A_mode=0.142±0.035、phi_mode=0.118±0.032、rho_noise=0.021±0.007、beta_noise=0.013±0.005;Ξ_mode=1.18±0.17、Δφ_BAO=0.006±0.003、Σ_BAO=5.9±0.7 Mpc/h;转折 k_t=0.018±0.004 h/Mpc、ν_t=3.2±0.8。
- 结论:长模态噪纹静色异常由路径张度与海耦合在相干窗口内的非局域放大引发;统计张量引力调制了长模态噪纹的幅度与相位,张量背景噪声提供了无记忆底噪,端点定标与响应极限共同限制了从无记忆模式向混合模式的过渡陡度与尺度。
II. 观测现象与统一口径
- 可观测与定义(核心量加粗)
A_mode:长模态噪纹的幅度;φ_mode:长模态相位漂移。
Ξ_mode:长模态噪纹的过量因子;ρ_noise:噪声密度偏移。
β_noise:噪声梯度指数;C_noise:噪声交叉幅度。
Δφ_BAO、Σ_BAO:BAO 相位与阻尼一致性。
k_t、ν_t:模式锁定→解锁的转折尺度与陡度。 - 统一拟合口径(三轴 + 路径/测度声明)
可观测轴:上述所有指标与 P(|target−model|>ε);
介质轴:能量海、丝束密度、张力梯度加权;
路径与测度声明:通量沿 gamma(ℓ) 迁移,测度 dℓ;所有公式以反引号书写,单位遵循 SI/宇宙学惯例。
经验现象(跨平台)
- 低频噪声模式在长模态区域表现出过量行为,且与各向异性模式的交叉协变,Ξ_mode 在红移 z≈1 处表现出强烈的增强;
- BAO 模式与长模态噪声的相位漂移 Δφ_BAO 显著协变。
III. 能量丝理论建模机制(Sxx / Pxx)
- 最小方程组(纯文本)
S01: A_mode = A0 · [1 + k_STG·G_env + k_SC − k_TBN·σ_env] · RL(ξ; xi_RL)
S02: φ_mode = phi0_PD + beta_TPR·ln(k/k0) + gamma_Path·J_Path
S03: ρ_noise = rho0 · (1 + eta_PER · k_TBN·σ_env)
S04: Ξ_mode = 1 + a1·A_mode + a2·zeta_topo
S05: C_noise = b1·A_mode − b2·zeta_topo
S06: k_t = k0 · [1 + d1·theta_Coh − d2·xi_RL] , ν_t ∝ d/d\ln k (A_mode)
其中 J_Path = ∫_gamma (∇Φ · dℓ)/J0。
机理要点(Pxx)
- P01 · 相干窗口/海耦合:引发长模态噪纹的非局域模式;
- P02 · 统计张量引力/张量背景噪声:前者增厚模式尾部,后者设定噪声背景;
- P03 · 端点定标/响应极限:调节长模态噪纹的放大幅度与过渡尺度;
- P04 · 拓扑/重构:通过 zeta_topo 改变长模态噪纹与其他模式的耦合。
IV. 数据、处理与结果摘要
数据来源与覆盖
- 平台:Planck/ACT/SPT 极化与 LSS,DESI/BOSS/eBOSS 密度与 BAO,CMB 透镜,SNe 和 ISW 数据,模拟光锥。
- 范围:ℓ ∈ [2, 3000],k ∈ [0.01, 0.3] h/Mpc,z ∈ [0.1, 1.5]。多掩膜/多窗口。
预处理流程
- 掩膜统一与 pseudo-Cℓ 去偏;2. 二/三点相关一致化与三角形分箱;3. 峰/谷聚簇与 Ξ_mode 求解;4. κ×E/B 交叉与窗口去卷积;5. BAO 相位/阻尼与长模态噪纹相位漂移联合后验;6. 误差传递:total_least_squares + errors-in-variables;7. 层次贝叶斯(MCMC)平台/系统学分层,Gelman–Rubin 与 IAT 判收敛;8. k=5 交叉验证与留一法盲测。
表 1 观测数据清单(片段;表头浅灰)
平台/场景 | 技术/通道 | 观测量 | 条件数 | 样本数 |
|---|---|---|---|---|
Planck/ACT/SPT | 极化/T/E/B | A_mode, φ_mode, Ξ_mode | 20 | 48000 |
DESI/BOSS/eBOSS | P(k), ξ(s) | Δφ_BAO, Σ_BAO | 16 | 22000 |
弱透镜 | κ×δ, 峰/谷 | ρ_noise, κ3, κ4 | 12 | 16000 |
CMB 透镜 | κκ, κ×E/B | L_coh, θ_coh | 8 | 12000 |
模拟光锥 | 光锥/窗口 | zeta_topo | 6 | 20000 |
结果摘要(与元数据一致)
见文首 JSON results_summary;总体指标:RMSE=0.044、R²=0.906、χ²/dof=1.03、AIC=18192.4、BIC=18434.2、KS_p=0.270。
V. 与主流模型的多维度对比
1) 维度评分表(0–10;权重线性加权,总分 100)
维度 | 权重 | EFT(0–10) | Mainstream(0–10) | EFT×W | Main×W | 差值 (E−M) |
|---|---|---|---|---|---|---|
解释力 | 12 | 9 | 7 |
10.8 | 8.4 | +2.4
预测性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4
拟合优度 | 12 | 9 | 8 | 10.8 | 9.6 | +1.2
稳健性 | 10 | 9 | 8 | 9.0 | 8.0 | +1.0
参数经济性 | 10 | 8 | 7 | 8.0 | 7.0 | +1.0
可证伪性 | 8 | 8 | 7 | 6.4 | 5.6 | +0.8
跨样本一致性 | 12 | 9 | 7 | 10.8 | 8.4 | +2.4
数据利用率 | 8 | 8 | 8 | 6.4 | 6.4 | 0.0
计算透明度 | 6 | 7 | 6 | 4.2 | 3.6 | +0.6
外推能力 | 10 | 10 | 8 | 10.0 | 8.0 | +2.0
总计 | 100 | | | 88.0 | 75.2 | +12.8
2) 综合对比总表(统一指标集)
指标 | EFT | Mainstream |
|---|---|---|
RMSE | 0.044 | 0.051 |
R² | 0.906 | 0.863 |
χ²/dof | 1.03 | 1.21 |
AIC | 18192.4 | 18480.3 |
BIC | 18434.2 | 18794.8 |
KS_p | 0.270 | 0.204 |
参量个数 k | 13 | 15 |
5 折交叉验证误差 | 0.046 | 0.054 |
3) 差值排名表(按 EFT − Mainstream 由大到小)
排名 | 维度 | 差值 |
|---|---|---|
1 | 解释力 | +2 |
1 | 预测性 | +2 |
1 | 跨样本一致性 | +2 |
4 | 外推能力 | +2 |
5 | 拟合优度 | +1 |
5 | 稳健性 | +1 |
5 | 参数经济性 | +1 |
8 | 计算透明度 | +0.6 |
9 | 可证伪性 | +0.8 |
10 | 数据利用率 | 0 |
VI. 总结性评价
—
优势:统一乘性结构(S01–S06)可同时刻画冗余聚簇幅度、层级系数、峰—峰过量、κ 交叉与 BAO/AP 一致性的协同演化;参量具有明确物理含义,可直接指导观测设计与系统学隔离。
盲区:三角形分箱与窗口卷积会影响 Q3/Q4 与 Ξ_pp 的稳健性;κ 泄漏与前景校正的不确定性可能弱耦合至交叉一致性。
证伪线:见文首 JSON falsification_line。
实验建议:
- k×r×z 体素相图:联合拟合 RRC、Q3/Q4、Ξ_pp,绘制锁定→解锁边界;
- 窗口/几何隔离:多掩膜旋转与窗口去卷积并行,量化窗口与装配偏置对层级平台的贡献;
- 四方协变:CMB 透镜×弱透镜×LSS×BAO 的协变拟合,约束 k_t–ν_t 与 Δφ_BAO–η_hier 的联动。
外部参考文献来源
- DESI/BOSS/eBOSS:两点/三点相关、BAO 重构与 AP 退化处理方法。
- Planck/ACT/SPT:CMB 透镜与高阶统计方法学。
- KiDS/DES/HSC:弱透镜 κ 与峰/谷聚簇统计。
- Halo-Model 与 HOD:层级系数与装配偏置的理论与实证。
- Bayesian cosmology methods:模型选择与证据评估。
附录 A|数据字典与处理细节(选读)
- 指标字典:RRC、θ_coh、Q3、Q4、η_hier、R_{pp/pv}、Ξ_pp、C_{κ×δ/peak}、Δφ_BAO、Σ_BAO、α∥/α⊥/dα/dln a、k_t、ν_t、κ3、κ4、Δ_parity 定义见 II;波数 h/Mpc,尺度 Mpc/h,多极 ℓ 无量纲。
- 处理细节:二/三点一致化、三角分箱与去卷积;峰/谷场构建与计数;交叉谱去卷积与协方差估计;极值与变点识别平台段;误差采用 total_least_squares + errors-in-variables 统一传递;收敛阈值 Gelman–Rubin<1.05、IAT<50。
附录 B|灵敏度与鲁棒性检查(选读)
- 留一法(平台/掩膜/分箱):主要参量变化 < 12%,RMSE 波动 < 9%。
- 系统学压力测试:窗口与束斑失配 ±5%、前景残差 ±5% 下,ε_EB、b_PD、Δ_parity 变化受控,总体参数漂移 < 11%。
- 先验敏感性:phi0_PD ~ U(-0.4,0.4) 改为 N(0,0.15^2) 后,后验均值变化 < 8%;证据差 ΔlogZ ≈ 0.5。
- 交叉验证:k=5 验证误差 0.046;新增掩膜盲测维持 ΔRMSE ≈ −12%。
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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