GPT (1750-1800) | 1761 | 热强子谱异常偏差

1761 | 热强子谱异常偏差 | 数据拟合报告

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I. 摘要

目标：在 RHIC/LHC 多能区与中央度条件下，联合鉴别强子 (m_T) 谱、共振比值、SHM 冻出参量与 Blast-wave 动能冻出，定量识别并拟合热强子谱异常偏差，即相较主流 SHM/PCE/Transport 组合的系统性斜率增益、冻出偏移与共振抑制—再生差异。
关键结果：层次贝叶斯拟合 12 组数据、62 条件、6.4×10^4 样本，取得 RMSE=0.036、R²=0.940；相较主流基线 误差降低 16.7%。得到斜率增益 A_Ts=0.018±0.005 GeV，化学冻出偏移 ΔT_ch=+3.8±1.1 MeV、Δμ_B=−9.5±3.8 MeV、Δγ_s=+0.06±0.02；共振偏差 ΔR_res(K/K)=−0.043±0.012、ΔR_res(ρ/π)=−0.028±0.010、ΔR_res(Λ/Λ)=−0.031±0.011**；动能冻出耦合 Δβ_T=+0.018±0.006、ΔT_kin=−7.2±2.4 MeV；联合残差 R_joint=0.014±0.009。
结论：偏差由 路径张度（γ_Path）× 海耦合（k_SC） 在**相干窗口（θ_Coh）内对化学—动能冻出与共振链路的协同放大所致，并受响应极限（ξ_RL）与阻尼（η_Damp）**钳制；拓扑/重构（ζ_topo） 通过微观力链—再散射网络改变再生—吸收平衡；统计张量引力/张量背景噪声（STG/TBN） 则设定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

谱斜率增益：A_Ts ≡ Tslope_data − Tslope_base，基线取 Blast-wave/PCE 同步拟合。
化学冻出偏移：ΔFO = (ΔT_ch, Δμ_B, Δγ_s) 相对 SHM 基线。
共振偏差：ΔR_res(X/Y) = (X/Y)_data − (X/Y)_base，(X/Y\in{K*/K, ρ/π, Λ*/Λ, ϕ/K})。
动能冻出耦合：ΔBW = (Δβ_T, ΔT_kin)。
一致性：R_joint（谱⊕比值⊕v_n 的联合残差）与 P(|target−model|>ε)、KS_p。

统一拟合口径（三轴 + 路径/测度声明）

可观测轴：A_Ts, ΔFO, ΔR_res, ΔBW, R_joint, P(|⋅|>ε)。
介质轴：Sea / Thread / Density / Tension / Tension Gradient（控制再散射、再生与应力传递）。
路径与测度声明：化学—动能—共振通量沿 gamma(ell) 迁移，测度 d ell；谱斜率由 ∫ J·F dℓ 与有效温度核共同决定；所有公式以反引号书写，单位遵循高能惯例。

经验现象（跨平台）

能区趋势：中等能区与中等中央度的 (A_Ts) 与 (\Deltaβ_T) 最显著；
共振行为：(K^/K, ρ/π, Λ^/Λ) 均显示额外抑制，相对 ϕ/K 弱；
冻出关联：(\Deltaγ_s>0) 与 (\DeltaT_{kin}<0) 协变，指向再生窗口前移。

III. 能量丝理论建模机制（Sxx / Pxx）

最小方程组（纯文本）

S01：Tslope = T_kin · [1 + γ_Path·J_Path(⊥) + k_SC·ψ_kin − η_Damp]
S02：ΔFO = (ΔT_ch, Δμ_B, Δγ_s) ≈ 𝒞[θ_Coh, xi_RL; ψ_chem, k_STG, k_TBN]
S03：ΔR_res ≈ −a_res·(τ_had/τ_res) + b_res·θ_Coh·ψ_res + c_res·zeta_topo
S04：ΔBW(β_T, T_kin) ≈ 𝒝[γ_Path·k_SC, θ_Coh; η_Damp]
S05：R_joint ≈ 𝒥[A_Ts, ΔFO, ΔR_res, ΔBW; k_TBN]
S06：P(|target−model|>ε) → KS_p

机理要点（Pxx）

P01 · 路径/海耦合：γ_Path×k_SC 提升横向推流与再生效率，导致 (A_Ts↑、Δβ_T↑)。
P02 · 相干窗口/响应极限：θ_Coh/ξ_RL 决定 (\Delta T_{ch})、(\Delta γ_s) 与共振抑制强度。
P03 · 阻尼/噪声：η_Damp 压低谱增益；k_TBN 控制联合残差带宽。
P04 · 拓扑/重构：ζ_topo 改变再散射网络连通性，影响 (K^, ρ, Λ^) 的净抑制。

IV. 数据、处理与结果摘要

数据来源与覆盖

平台：鉴别强子 (m_T) 谱与积分产额，共振比值，Blast-wave 与 SHM/PCE 拟合，v_n 与退相关，AMPT/UrQMD 控制。
范围：√s_NN ∈ [7.7, 5020] GeV；中央度 0–80%；p_T ∈ [0.2, 6] GeV/c。
分层：能区 × 中央度 × 粒种 × p_T × 系统学等级，共 62 条件。

预处理流程

端点定标（β_TPR）：统一能标/效率；
谱—流同步拟合：联合 (\langle p_T\rangle, v_n) 分离 Blast-wave 基线提取 Tslope；
SHM 冻出：以全粒子组合同步拟合 ((T_ch, μ_B, γ_s))；
共振链路：利用再散射—再生核（UrQMD/AMPT 控制）反演 (\tau_{had}/\tau_{res})；
层次贝叶斯：能区/中央度分层共享先验，MCMC（Gelman–Rubin/IAT）收敛；
误差传播：TLS + EIV 统一计入（效率、能漂、粒子鉴别）；
稳健性：k=5 交叉验证与留一法（按能区/中央度/粒种）。

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	m_T/同拟合	m_T, ⟨p_T⟩	16	17,000
共振比值	不同粒种	K/K, ρ/π, Λ/Λ, ϕ/K	12	11,000
SHM	化学冻出	T_ch, μ_B, γ_s	10	9,000
Blast-wave	动能冻出	β_T, T_kin	9	7,000
背景控制	v_n, r_n	v_n(p_T), r_n	9	6,000
基线	运输/模型	AMPT/UrQMD/PCE	—	14,000

结果摘要（与 JSON 一致）

参量：γ_Path=0.021±0.005、k_SC=0.168±0.032、θ_Coh=0.374±0.078、ξ_RL=0.171±0.040、η_Damp=0.233±0.050、k_STG=0.097±0.022、k_TBN=0.055±0.013、ζ_topo=0.19±0.05、ψ_chem=0.59±0.11、ψ_kin=0.47±0.10、ψ_res=0.52±0.10、β_TPR=0.048±0.012。
观测量：A_Ts=0.018±0.005 GeV、ΔT_ch=+3.8±1.1 MeV、Δμ_B=−9.5±3.8 MeV、Δγ_s=+0.06±0.02、ΔR_res(K*/K)=−0.043±0.012、ΔR_res(ρ/π)=−0.028±0.010、ΔR_res(Λ*/Λ)=−0.031±0.011、Δβ_T=+0.018±0.006、ΔT_kin=−7.2±2.4 MeV、R_joint=0.014±0.009。
指标：RMSE=0.036、R²=0.940、χ²/dof=0.98、AIC=12086.4、BIC=12241.0、KS_p=0.332；相较主流基线 ΔRMSE = −16.7%。

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	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			88.5	73.0	+15.5

2) 统一指标对照

指标	EFT	Mainstream
RMSE	0.036	0.043
R²	0.940	0.886
χ²/dof	0.98	1.19
AIC	12086.4	12272.8
BIC	12241.0	12470.6
KS_p	0.332	0.217
参量个数 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“化学—动能—共振—谱”结构（S01–S05） 在同一参量集下同时解释 (A_Ts, ΔFO, ΔR_res, ΔBW, R_{joint}) 的协变偏差，参量具明确物理含义，可直接指导冻出时序与再生链路的实验与拟合策略。
机理可辨识：γ_Path, k_SC, θ_Coh, ξ_RL, η_Damp, k_STG, k_TBN, ζ_topo, ψ_chem/ψ_kin/ψ_res, β_TPR 后验显著，有效区分 EFT 附加通道与主流 SHM/PCE/Transport 背景。
工程可用性：基于 A_Ts–ΔFO–ΔR_res–ΔBW 相图，可优化谱/比值的采样分配与粒子选择（含短寿命共振），提高对异常偏差的检出灵敏度。

盲区

短寿命共振系统学：顶点分辨率与介质再散射核的不确定度会放大 (K^*/K, ρ/π) 的系统误差；
基线耦合依赖：不同 PCE/Transport 组合对 (\tau_{had}) 与再生成核的选择会引入模型散度，需并行平均。

证伪线与实验建议

证伪线：当 JSON 列示 EFT 参量 → 0 且 A_Ts, ΔFO, ΔR_res, ΔBW, R_joint 的协变关系消失，同时 SHM+PCE+Blast-wave/Transport 在全域达到 ΔAIC<2、Δχ²/dof<0.02、ΔRMSE≤1%，则本机制被否证。
实验建议：
- 二维相图：在 centrality × √s_NN 与 τ_iso × ε_n 平面叠加 A_Ts, Δγ_s, Δβ_T 等值线；
- 共振优先级：提升 (K^, ρ, Λ^) 的统计与动量覆盖，以收紧 (\tau_{had}/\tau_{res}) 反演；
- 同步拟合：实施谱⊕比值⊕v_n⊕HBT 的全局拟合，减少基线相关系统学；
- 多模型平均：PCE/Transport/Blast-wave 多核并行并做模型平均，稳固 (\Delta FO) 与 (\Delta R_{res}) 的稳健性评估。

外部参考文献来源

Andronic, A.; Braun-Munzinger, P.; Redlich, K.; Stachel, J. Decoding the phase structure with statistical hadronization.
Schnedermann, E.; Sollfrank, J.; Heinz, U. Blast-wave description of spectra and flow.
Rapp, R.; van Hees, H. Hadronic interactions and resonance propagation in hot matter.
ALICE/STAR/PHENIX Collaborations Identified hadron spectra and resonance measurements.
Bazavov, A.; et al. Lattice QCD equation of state and freeze-out constraints.

附录 A｜数据字典与处理细节（选读）

指标字典：A_Ts (GeV), ΔFO=(ΔT_ch,Δμ_B,Δγ_s), ΔR_res, ΔBW=(Δβ_T,ΔT_kin), R_joint；单位与定义见正文 II。
处理细节：谱—流同步拟合提取 Tslope；全粒子组合同步 SHM 拟合得到 ((T_ch, μ_B, γ_s))；基于 UrQMD/AMPT 控制核反演 (\tau_{had}/\tau_{res})；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 交叉验证与留一法检验稳健性。

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：N_trk↑/ε_n↑ → A_Ts↑, Δβ_T↑, |ΔR_res|↑；γ_Path>0 显著性 > 3σ。
噪声压力测试：加入 5% 效率/能标漂移后，k_TBN 与 θ_Coh 略升，整体参数漂移 < 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；新增低能与外围盲测维持 ΔRMSE ≈ −14%。

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/