[論文レビュー] Progress in Simulations with Twisted Mass Fermions at the Physical Point

Abdou Abdel-Rehim, Urs Wenger+9 more|arXiv (Cornell University)|May 7, 2016

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、物理的中間子質量におけるねじれ質量フェルミオンを用いたNf = 2格子QCDシミュレーションを実施し、電荷付き・中性中間子質量差の主要な結果として20(20) MeVを達成した。これは、初のクローバー項を含むねじれ質量フェルミオンによる中間子の平均運動量分率の測定であり、有限体積補正や離散化補正を施さずにクォーク質量比および崩壊定数を決定した。誤差は主に格子間隔の不確実性に起因する。

ABSTRACT

In this contribution, results from Nf = 2 lattice QCD simulations at one lattice spacing using twisted mass fermions with a clover term at the physical pion mass are presented. The mass splitting between charged and neutral pions (including the disconnected contribution) is shown to be around 20(20) MeV. Further, a first measurement using the clover twisted mass action of the average momentum fraction of the pion is given. Finally, an analysis of pseudoscalar meson masses and decay constants is presented involving linear interpolations in strange and charm quark masses. Matching to meson mass ratios allows the calculation of quark mass ratios: ms=ml = 27:63(13), mc=ml = 339:6(2:2) and mc=ms = 12:29(10). From this mass matching the quantities fK = 153:9(7:5) MeV, fD = 219(11) MeV, fDs = 255(12) MeV and MDs = 1894(93) MeV are determined without the application of finite volume or discretization artefact corrections and with errors dominated by a preliminary estimate of the lattice spacing.

研究の動機と目的

• 物理的中間子質量におけるNf = 2格子QCDとねじれ質量フェルミオンを用いた電荷付き中間子と中性中間子の質量差を調査すること。
• クローバー項を含むねじれ質量フェルミオン作用を用いて、中間子の平均運動量分率を初めて測定すること。
• Strangeおよび charm クォーク質量における線形補間を用いて、クォーク質量比およびメソン崩壊定数を決定すること。
• 有限体積補正や離散化補正を適用しないまま、fK、fD、fDs、MDsなどの物理的観測量を抽出すること。
• 格子間隔の不確実性が主な要因である、ハドロン量の予備的推定値を提供すること。

提案手法

• 単一の格子間隔におけるNf = 2格子QCDシミュレーションを、ねじれ質量フェルミオンとクローバー項を用いて実施。
• クローバーねじれ質量作用を用いて、行列要素の評価により中間子の平均運動量分率を計算。
• Strangeおよび charm クォーク質量における線形補間を実行し、メソン質量および崩壊定数を抽出。
• 結果を実験的メソン質量比に一致させることで、クォーク質量比ms/ml、mc/ml、mc/msを決定。
• 一致させたクォーク質量比から、fK、fD、fDs、MDsなどの物理的観測量を計算。
• 主に予備的な格子間隔の決定による不確実性を推定し、有限体積補正や離散化補正は適用しない。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 物理的中間子質量におけるNf = 2ねじれ質量格子QCDにおいて、分離項を含む電荷付き・中性中間子質量差の大きさは何か？
• RQ2 クローバーねじれ質量作用を用いた、中間子の平均運動量分率の初回の格子QCD測定値は何か？
• RQ3 このフレームワークにおいて、メソン質量比への一致により得られるクォーク質量比ms/ml、mc/ml、mc/msは何か？
• RQ4 有限体積補正や離散化補正を施さずに、中間子崩壊定数fK、D中間子、Ds中間子質量の結果として得られる値は何か？
• RQ5 これらの観測量の不確実性は、特に格子間隔推定とどのようにスケーリングするか？

主な発見

• 電荷付き・中性中間子質量差は、分離項を含めて20(20) MeVとして測定された。
• クローバーねじれ質量作用を用いた中間子の平均運動量分率の初回測定が報告された。
• メソン質量比への一致から、クォーク質量比ms/mlは27.63(13)として決定された。
• クォーク質量比mc/mlは339.6(2.2)であり、mc/msは12.29(10)であった。
• 中間子崩壊定数fKは、有限体積補正や離散化補正なしに153.9(7.5) MeVとして計算された。
• Ds中間子質量MDsは1894(93) MeVとして決定され、誤差は主に格子間隔の不確実性に起因した。