[論文レビュー] Light hadron spectroscopy on the lattice with the non-perturbatively improved Wilson action

Damir Bečirević, Boucaud, Ph.+6 more|ArXiv.org|Sep 16, 1998

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

このラティスQCD研究では、β = 6.2における24³ × 64の格子上で、クエンチ近似のもとで、摂動的に改善されたウィルソン作用法を用いて、軽いバリオンの質量と崩壊定数を計算した。O(a)の改善が達成され、f_K = 156(17) MeV、f_π = 139(22) MeV、f_K/f_π = 1.13(4)、およびMS̄(2 GeV)での鏡像凝縮項⟨¯qq⟩̄MS(2 GeV) = −(253 ± 25 MeV)³が報告され、実験値と良好な一致を示し、非改善作用法よりも精度が向上している。

ABSTRACT

We present results for the light meson masses and decay constants as obtained from calculations with the non-perturbatively improved (`Alpha') action and operators on a 24^3 imes 64 lattice at beta = 6.2, in the quenched approximation. The analysis was performed in a way consistent with O(a) improvement. We obtained: reasonable agreement with experiment for the hyperfine splitting; f_K=156(17) MeV, f_pi =139(22) MeV, f_K/f_pi = 1.13(4) ; f_{K*}=219(7) MeV, f_rho =199(15) MeV, f_phi =235(4) MeV; f_{K*}^{T}(2 GeV) = 178(10) MeV, f_rho^{T}(2 GeV) =165(11) MeV, where f_V^{T} is the coupling of the tensor current to the vector mesons; the chiral condensate ^\bar{MS} (2 GeV)= - (253 +/- 25 MeV)^3. Our results are compared to those obtained with the unimproved Wilson action. We also verified that the free-boson lattice dispersion relation describes our results very accurately for a large range of momenta.

研究の動機と目的

• クエンチ近似のもとで、摂動的に改善されたウィルソン作用法を用いて、軽いバリオンのスペクトルを計算すること。
• 行列要素および質量における離散化誤差を低減するため、O(a)の改善を達成すること。
• 非改善ウィルソン作用法と比較し、精度の向上を評価すること。
• 実験データとの比較のため、崩壊定数および鏡像凝縮項を抽出すること。
• 広い運動量範囲にわたり、自由ボソン分散関係が有効であるかを検証すること。

提案手法

• O(a)の格子歪みを低減するため、摂動的に改善された（"アルファ"）ウィルソン作用法を採用した。
• O(a)で改善されたベクトルおよび軸性ベクトル現在を用いて、離散化誤差を低減した崩壊定数を計算した。
• β = 6.2における24³ × 64の空間的・時間的格子上でシミュレーションを実施した。
• 動的クォーク効果を抑制するためにクエンチ近似を適用した。
• ハドロンスペクトルの運動量依存性の整合性を検証するために、自由ボソン分散関係を用いた。
• 有限格子間隔における連続物理と整合性を持つように、改善された作用法および演算子を用いて行列要素を計算した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 摂動的に改善されたウィルソン作用法を用いて計算された軽いメソンの質量および崩壊定数は、実験値とどの程度一致するか？
• RQ2 O(a)の改善は、ハドロン行列要素における離散化誤差をどの程度低減するか？
• RQ3 2 GeVにおけるMS̄スケールでの鏡像凝縮項の値は何か？また、物性的推定値と比較するとどうなるか？
• RQ4 自由ボソン分散関係は、広い運動量範囲にわたり、ハドロンスペクトルを正確に記述できるか？
• RQ5 改善された作用法の結果は、非改善ウィルソン作用法の結果と定量的にどの程度異なるか？

主な発見

• charm付近の状態におけるハイパーファイン分裂は、実験データと合理的に一致している。
• ストロングボソンの崩壊定数はf_K = 156(17) MeV、πの崩壊定数はf_π = 139(22) MeVである。
• 比f_K/f_π = 1.13(4)は、実験的および物性的期待値と整合している。
• テンソル現在の結合定数は、f_{K*}^T(2 GeV) = 178(10) MeVおよびf_ρ^T(2 GeV) = 165(11) MeVである。
• 2 GeVにおけるMS̄スケールでの鏡像凝縮項は⟨¯qq⟩̄MS(2 GeV) = −(253 ± 25 MeV)³である。
• 自由ボソン分散関係は、広い運動量範囲にわたり、格子データを正確に記述している。