[論文レビュー] Kaon oscillations in the Standard Model and Beyond using Nf=2 dynamical quarks

Valerio Bertone, P. Dimopoulos+9 more|arXiv (Cornell University)|Oct 26, 2009

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 4

ひとこと要約

このラティスQCD研究では、$N_f=2$ 動的ねじれ質量フェルミオンを用い、RI/MOMスキームにおける非摂動的混合化を施した $B_K^{{\rm RGI}}$ を標準模型およびその先の物理において計算している。手法は、Osterwalder-Seilerの外的クォークを用いて $O(a)$ インプローブメントを達成し、望ましくないオペレーターの混合を排除するもので、連続極限における予備的結果として $B_K^{{\rm RGI}} = 0.73(3)(3)$ を得ており、標準模型を超える物理に関連する5つのパリティ偶数のフェルミオン4次演算子を完全に計算している。

ABSTRACT

We compute non-perturbatively the B-parameters of the complete basis of four-fermion operators needed to study the Kaon oscillations in the SM and in its supersymmetric extension. We perform numerical simulations with two dynamical maximally twisted sea quarks at three values of the lattice spacing on configurations generated by the ETMC. Unwanted operator mixings and O(a) discretization effects are removed by discretizing the valence quarks with a suitable Osterwalder-Seiler variant of the Twisted Mass action. Operators are renormalized non-perturbatively in the RI/MOM scheme. Our preliminary result for BK(RGI) is 0.73(3)(3).

研究の動機と目的

• 標準模型における $N_f=2$ 動的クォークを用いた非摂動的混合化による $B_K$ パラメータの計算。
• 超対称性を含む、標準模型を超える物理に関連する5つのパリティ偶数フェルミオン4次演算子の全セットへの計算の拡張。
• Osterwalder-Seilerの外的クォークを用いた混合アクション設定により、$O(a)$ インプローブメントを達成し、$O(a)$ 離散化効果を排除する。
• ねじれ質量フェルミオンを海クォークおよび外的クォークの両方で用い、適切なチャージャル対称性の回復により、連続極限に類似した混合化パターンを確保する。
• フェルミオン4次演算子およびカレントの非摂動的混合化にRI/MOMスキームを用いることで、系統的不確実性を低減する。

提案手法

• 研究では、3つの格子間隔を持つETMCゲージ配置上に、$N_f=2$ 動的ねじれ質量フェルミオンを用い、木レベルのSymanzik改善ゲージ作用を採用している。
• 外的クォークは、Osterwalder-Seiler形式のねじれ質量作用で記述され、自動的な $O(a)$ インプローブメントと簡素化された混合化パターンを可能にする。
• スピン変換 $\Delta S=2$ に寄与するフェルミオン4次演算子は、4つの外的クォーク $d, d', s, s'$ を用い、物理的行列要素に一致する特定のヘリシティをもたせる。
• ベクトルおよびアキシャルカレント、およびフェルミオン4次演算子の非摂動的混合化は、RI/MOMスキームで実施され、摂動的 $O(a^2)$ 離散化補正が差し引かれる。
• 相関関数からの $B_K^{{\rm RGI}}$ パラメータは、統計的誤差とフィッティング誤差、混合化定数の不確実性を含めた、チャーリカルおよび連続極限への外挿を組み合わせて抽出される。
• 追加の演算子 $O_2$ から $O_5$ の信号品質は、$\beta=3.90$ における相関関数のプラトー状態を評価し、$B_3$ および $R_3$ の予備的結果が示されている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非摂動的混合化を用いた $N_f=2$ 動的クォークを用いた連続極限における $B_K$ パラメータの値は何か？
• RQ2 混合アクション設定における $O(a)$ 離散化効果およびオペレーター混合は、$B_K$ の計算にどのように影響するか？
• RQ3 標準模型を超える物理に関連する5つのパリティ偶数フェルミオン4次演算子の行列要素の信号品質および安定性はいかがなっているか？
• RQ4 Osterwalder-Seilerの外的クォークの使用は、$B_K$ 計算における混合化パターンの改善と系統的誤差の低減にどのように寄与するか？
• RQ5 $B_K^{{\rm RGI}}$ および他の $B_i$ パラメータの結果は、超対称性などの新しい物理のモデルをどれほど支持または制限するか？

主な発見

• 連続極限における混合化群不変 $B_K^{{\rm RGI}}$ の予備的結果は $0.73(3)(3)$ であり、最初の誤差は統計的およびフィッティング誤差、2番目の誤差は混合化定数の不確実性に起因する。
• Osterwalder-Seilerの外的クォークを用いた混合アクション設定により、$O(a)$ インプローブメントが達成され、望ましくないオペレーター混合が排除された。
• RI/MOMスキームを用いて、$O(a^2)$ 離散化効果を差し引いたベクトル、アキシャル、およびフェルミオン4次演算子の非摂動的混合化定数が成功裏に計算された。
• 「誤ったヘリシティ」を持つオペレーターとの混合係数がゼロに近いことが判明し、ねじれ質量形式における簡素化された混合化パターンが確認された。
• 予備的な信号品質として、$B_3$ および $R_3$ については、$\beta=3.90$ における3つのスラング・クォーク質量で安定したプラトーが観測された。
• 5つのパリティ偶数フェルミオン4次演算子 $O_1$ から $O_5$ の計算は進行中であり、BSM応用のための完全な混合化行列の決定が進行中である。