中文

素数星座的结构存在性:有限筛窗中的渐近谱稳定性

数论 2025-12-04 v1 组合数学 谱理论

摘要

素数星座(如孪生素数 (p,p+2)(p, p+2))的分布传统上通过概率模型或分析滤波理论进行分析。虽然启发式预测较为准确,但严格证明受“奇偶性障碍”的限制,经典滤波方法无法在渐近极限下区分素数与半素数。本文提出一种基于确定性信号处理的结构性存在性证明。我们将整数序列视为由刚性 Diophantine 基(N=2n+3mN=2n+3m)生成的信号,定义基本认证窗 W=[P,m02)\mathcal{W} = [P, m_0^2) 基于基限制 m0m_0。我们展示,星座的不存在(“零假设”)构成一种低熵信号状态,一种“素数沙漠”,维持其存在需要在二次窗口上获得无限谱分辨率。由于筛基有限(pm0p \le m_0),系统是带限的,结构上无法合成维持零计数所需的消耗性干涉。通过引用中国剩余定理并分析残差类之间的详细相关结构,我们证明,筛选位置之间的正负相关在主导项上相互抵消,将信号的方差限制为线性标度(O(μ)O(\mu)),而非支持素数沙漠所需的二次标度(Ω(μ2)\Omega(\mu^2))。这一方差间隙表明,信号必须严格围绕其均值振荡,从而使素数星座的存在成为有限谱带宽系统的必然结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.03288,
  title  = {Structural Existence of Prime Constellations: Asymptotic Spectral Stability in Finite Sieve Windows},
  author = {Alexander Caicedo and Julio C. Ramos-Fernández},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.03288},
  year   = {2025}
}