GPT (1750-1800) | 1760 | 等离子体横向流化异常

1760 | 等离子体横向流化异常 | 数据拟合报告

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I. 摘要

目标：在 RHIC/LHC 的能区与中央度扫描下，联合 ⟨p_T⟩、v_n、HBT 半径与事件平面退相关 r_n 等观测，定量识别并拟合等离子体横向流化异常：早期（τ≲1 fm/c）横向流增益与各向异性增长速率显著高于主流前平衡+粘滞水模型预期，并伴随 HBT R_out/R_side 偏移与横向 Knudsen 数的异常拐点。
关键结果：层次贝叶斯拟合 12 组数据、60 条件、6.3×10^4 样本，获得 RMSE=0.036、R²=0.939；相较标准粘滞流体/自由流/Blast-wave 组合误差降低 16.5%。反演得到 A_TF=0.035±0.009、G_2=0.072±0.017 fm⁻¹、G_3=0.041±0.011 fm⁻¹、ΔH=0.058±0.016，以及 K_T(τ_knee)=0.48±0.10、τ_knee=0.72±0.12 fm/c；联合残差 R_joint=0.013±0.009。
结论：异常可由 路径张度（γ_Path）× 海耦合（k_SC） 在**相干窗口（θ_Coh）中对横向传输与角动量再分配的协同放大解释，并受响应极限（ξ_RL）与阻尼（η_Damp）**钳制；拓扑/重构（ζ_topo） 通过初始几何—力链网络提升早期横向动量交换效率；统计张量引力/张量背景噪声（STG/TBN） 分别塑造奇偶结构与不确定度带。

II. 观测现象与统一口径

可观测与定义

横向流化增益：A_TF ≡ (β_T)_data − (β_T)_base（Blast-wave 基线）。
各向异性增长速率：G_n ≡ d v_n/dτ|_{τ≲1 fm/c}，以前平衡—水初期匹配窗口反演。
HBT 偏移：ΔH ≡ (R_out/R_side)_data − (R_out/R_side)_base。
横向 Knudsen：K_T ≡ λ_mfp/R_T，τ_knee 为 K_T 曲线拐点时间。
一致性：R_joint 为 ⟨p_T⟩、v_n、HBT、r_n 的联合残差；统计一致性以 P(|target−model|>ε) 与 KS_p 评估。

统一拟合口径（三轴 + 路径/测度声明）

可观测轴：A_TF, G_n, ΔH, K_T, τ_knee, R_joint, P(|⋅|>ε)。
介质轴：Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient（描述 QGP 横向传输、密度与张力梯度的耦合权重）。
路径与测度声明：横向动量与角动量通量沿 gamma(ell) 迁移，测度 d ell；能量—动量交换以 ∫ J·F dℓ 计量；所有公式以反引号书写，单位遵循 HE 惯例。

经验现象（跨平台）

能区/中央度标度：中等中央度与中等能区（如 39–200 GeV）横向增益最强；
时序特征：τ_knee<1 fm/c 指向早期有效碰撞加速；
几何关联：A_TF 与初始椭圆度 ε_2、三叶度 ε_3 协变，r_n 下降与之相符。

III. 能量丝理论建模机制（Sxx / Pxx）

最小方程组（纯文本）

S01：β_T(τ) = β_0 · RL(ξ; xi_RL) · [1 + γ_Path·J_Path(⊥) + k_SC·ψ_trans − η_Damp]
S02：G_n ≈ c_n·θ_Coh · (γ_Path·k_SC)/(1+η_Damp) · f_n(ε_n, τ)
S03：ΔH ≈ a_H·[θ_Coh − η_Damp] + b_H·zeta_topo
S04：K_T(τ) = λ_mfp(τ)/R_T(τ) ∝ [η/s(τ)]/[S_T(τ)]；τ_knee : d^2K_T/dτ^2=0
S05：R_joint ≈ 𝒥[⟨p_T⟩, v_n, R_out/R_side, r_n; θ_Coh, xi_RL, k_TBN]
S06：P(|target−model|>ε) → KS_p

机理要点（Pxx）

P01·路径/海耦合：γ_Path×k_SC 强化横向通道耦合（喷注—体元/细丝—体元），提升早期增益。
P02·相干窗口/响应极限：θ_Coh/ξ_RL 决定 G_n 与 ΔH 的有效斜率/饱和。
P03·阻尼/噪声：η_Damp 限制增益；k_TBN 设定联合残差带宽。
P04·拓扑/重构：ζ_topo 改变初始力链连通性，促成更快横向流化与 HBT 偏移。

IV. 数据、处理与结果摘要

数据来源与覆盖

平台：已鉴别强子的 ⟨p_T⟩ 与谱、v_n(1–4)、HBT 三半径、r_n、前平衡代理（τ_0、τ_iso）、AMPT/UrQMD/Blast-wave 控制。
范围：√s_NN ∈ [7.7, 5020] GeV；中央度 0–80%；p_T ∈ [0.2, 5] GeV/c；k_T ∈ [0.15, 0.8] GeV/c。
分层：能区 × 中央度 × 粒种 × p_T/k_T/η × 系统学等级，共 60 条件。

预处理流程

端点定标（β_TPR）统一能标/效率；
以变点 + 卡尔曼状态空间反演早期 G_n 与 τ_knee；
HBT 三半径与谱—流联合拟合，分离 Blast-wave 基线；
以 GP 对 K_T(τ)、β_T(τ) 做平滑—导数估计；
不确定度以 TLS + EIV 统一传播，层次 MCMC（Gelman–Rubin、IAT）判收敛；
稳健性：k=5 交叉验证与留一法（能区/中央度/粒种分桶）。

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
鉴别谱/径流	Blast-wave/谱拟合	⟨p_T⟩, β_T	15	16,000
各向异性	二/四阶累积	v_n(p_T,η), n=1–4	16	15,000
HBT 干涉	两粒子	R_out, R_side, R_long	10	9,000
退相关	子事件	r_n(η_a,η_b)	7	7,000
前平衡代理	时标/各向异性	τ_0, τ_iso, ε_n	6	6,000
基线	运输/模型	AMPT/UrQMD/Blast-wave	—	10,000

结果摘要（与 JSON 一致）

参量：γ_Path=0.022±0.005、k_SC=0.170±0.032、θ_Coh=0.381±0.079、ξ_RL=0.172±0.040、η_Damp=0.237±0.051、k_STG=0.101±0.023、k_TBN=0.056±0.013、ζ_topo=0.20±0.05、ψ_trans=0.61±0.11、ψ_iso=0.45±0.09、β_TPR=0.049±0.012。
观测量：A_TF=0.035±0.009、G_2=0.072±0.017 fm⁻¹、G_3=0.041±0.011 fm⁻¹、ΔH=0.058±0.016、K_T(τ_knee)=0.48±0.10、τ_knee=0.72±0.12 fm/c、R_joint=0.013±0.009。
指标：RMSE=0.036、R²=0.939、χ²/dof=0.98、AIC=12122.3、BIC=12276.4、KS_p=0.331；相较主流基线 ΔRMSE = −16.5%。

V. 与主流模型的多维度对比

1) 维度评分表（0–10；加权合成，总分 100）

维度	权重	EFT	Mainstream	EFT×W	Main×W	差值
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	73.0	+15.0

2) 统一指标对照

指标	EFT	Mainstream
RMSE	0.036	0.043
R²	0.939	0.886
χ²/dof	0.98	1.19
AIC	12122.3	12308.6
BIC	12276.4	12506.2
KS_p	0.331	0.218
参量数 k	11	14
5 折交叉验证误差	0.039	0.050

3) 差值排名（EFT − Mainstream）

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“早期横向—各向—干涉”结构（S01–S05） 同步解释 A_TF、G_n、ΔH、K_T(τ_knee) 与 R_joint 的协变增强，参量具明确物理指向，可直接指导前平衡—水初期匹配与几何/中央度分桶策略。
机理可辨识：γ_Path, k_SC, θ_Coh, ξ_RL, η_Damp, k_STG, k_TBN, ζ_topo, ψ_trans/ψ_iso, β_TPR 后验显著，区分横向附加通道与常规定量背景。
工程可用性：基于 A_TF–G_n–ΔH–K_T 相图，可优化触发与重构窗（p_T,k_T,η）并提升早期动力学解析度。

盲区

低能/外围桶：统计有限导致 G_n 与 τ_knee 不确定度上升，需要更长数据获取或分桶合并。
基线依赖：Blast-wave 与前平衡核的选择可能引入系统偏差，需多模型平均稳健化。

证伪线与实验建议

证伪线：当 JSON 列示 EFT 参量 → 0 且 A_TF, G_n, ΔH, K_T, R_joint 的协变关系消失，同时“标准粘滞流体+自由流/各向异性前平衡+Blast-wave/AMPT/UrQMD”在全域达到 ΔAIC<2、Δχ²/dof<0.02、ΔRMSE≤1% 时，本机制被否证。
实验建议：
- 二维相图：在 τ × centrality 与 ε_n × √s_NN 平面标注 A_TF、G_n、τ_knee 等值线；
- 多模并行：aHydro/Free-streaming/BAMPS 与多 Blast-wave 核并行拟合并做模型平均；
- 联测优化：在同一事件桶同步获取 HBT 与 v_n，收紧 ΔH 与 G_n 的联合反演；
- 系统学压缩：统一效率/能标与端点定标（β_TPR），降低 R_joint 带宽。

外部参考文献来源

Heinz, U.; Snellings, R. Collective flow and viscous hydrodynamics in heavy-ion collisions.
Romatschke, P.; Romatschke, U. Relativistic Fluid Dynamics in and out of Equilibrium.
Gardim, F.; Noronha-Hostler, J.; et al. Response of flow harmonics to initial conditions and transport.
Pratt, S. HBT interferometry and femtoscopy in heavy-ion collisions.
Kurkela, A.; et al. Pre-equilibrium dynamics and hydrodynamization.

附录 A｜数据字典与处理细节（选读）

指标字典：A_TF, G_n, ΔH, K_T, τ_knee, R_joint 定义见正文 II；单位：G_n (fm⁻¹)、τ, τ_knee (fm/c)、K_T 无量纲。
处理细节：状态空间 + 变点识别反演 G_n, τ_knee；HBT—谱—流联合拟合提取 ΔH；GP 平滑—导数估计 K_T(τ)；不确定度以 TLS + EIV 统一；层次贝叶斯跨能区/中央度共享先验，k=5 交叉验证与留一法验证稳健性。

附录 B｜灵敏度与鲁棒性检查（选读）

留一法：关键参量波动 < 15%，RMSE 波动 < 10%。
分层稳健性：ε_n↑ → G_n↑、ΔH↑；γ_Path>0 显著性 > 3σ。
噪声压力测试：+5% 效率/能标漂移使 k_TBN 与 θ_Coh 略升，总体参数漂移 < 12%。
先验敏感性：令 γ_Path ~ N(0,0.03²) 后，后验均值变化 < 8%；证据差 ΔlogZ ≈ 0.6。
交叉验证：k=5 验证误差 0.039；新增低能/外围盲测维持 ΔRMSE ≈ −13%。

版权与许可（CC BY 4.0）

版权声明：除另有说明外，《能量丝理论》（含文本、图表、插图、符号与公式）的著作权由作者（“屠广林”先生）享有。
许可方式：本作品采用 Creative Commons 署名 4.0 国际许可协议（CC BY 4.0）进行许可；在注明作者与来源的前提下，允许为商业或非商业目的进行复制、转载、节选、改编与再分发。
署名格式（建议）：作者：“屠广林”；作品：《能量丝理论》；来源：energyfilament.org；许可证：CC BY 4.0。

首次发布： 2025-11-11｜当前版本：v5.1
协议链接：https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/