[論文レビュー] Scaling study for 2 HEX smeared fermions: hadron and quark masses

Thorsten Kurth, Stephan Dürr+8 more|arXiv (Cornell University)|Nov 8, 2010

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

ひとこと要約

本研究は、Nf=3のダイナミカルクォークを伴う格子QCDシミュレーションにおける2 HEXスメアredフェルミオン作用のスケーリング挙動を調査する。ハドロンおよびクォーク質量の観測量を用いて、約0.15 fmまで広いスケーリング窓が存在し、スケーリング補正が約2%にとどまることを示し、従来の結果と整合することを確認するとともに、大規模な非ゼロ化物性研究への適性を裏付けた。

ABSTRACT

The goal of this study is to investigate the scaling behaviour of our 2 HEX action. For this purpose, we compute the $N_f=3$ spectrum and compare the results to our 6 EXP action. We find a large scaling window up to $\sim 0.15\,\mathrm{fm}$ along with small scaling corrections at the 2%-level and full compatibility with our previous study. As a second important observable to be tested for scaling, we chose the non-perturbatively renormalized quenched strange quark mass. Here we find a fairly flat scaling with a broad scaling range up to $\simeq 0.15\,\mathrm{fm}$ and perfect agreement with the literature.

研究の動機と目的

• 2 HEXスメアredフェルミオン作用のNf=3格子QCDシミュレーションにおけるスケーリング挙動を評価すること。
• 2 HEX作用で計算されたハドロンスペクトルが6 EXP作用の結果と一貫性を示すかを比較検証すること。
• 非摂動的反復法で正規化されたゼロ化した strange クォーク質量が、格子間隔にわたって一貫してスケーリングするかをテストすること。
• O(αa)およびO(a²)スケーリング仮定の両方を用いてクォーク質量の連続体極限を評価すること。
• 将来の大規模な非ゼロ化格子QCD研究における2 HEX作用の信頼性を確認すること。

提案手法

• ゲージ項に、c1 = -1/12およびc0 = 5/3を用いた木レベルで改善されたSymanzikゲージ作用を採用した。
• クォーク項に、cSW = 1の木レベルで改善されたクローバーフェルミオン作用を用い、ゲージリンクをハイブリッドHYP-EXP手順（重み(α1, α2, α3) = (0.95, 0.76, 0.38)）でスメアリングした。
• 励起状態の混入を避けるために、ハドロン相関関数に対して相関付きコシーハイパボリックまたはサインハイパボリックフィットを適用して質量を抽出した。
• 軸性カレント対π中間子相関関数比のプラトー近似を用いてPCACクォーク質量を計算した。
• トレース減算を施した非摂動的RI法を用いて、クォーク質量の正規化定数を計算した。
• O(αa)およびO(a²)スケーリング仮定の両方を用いて連続体極限を実行し、フィット範囲およびスケール変動による系統的誤差推定を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 2 HEXスメアredフェルミオン作用は、Nf=3シミュレーションにおけるハドロン質量に対して広いスケーリング窓を示すか？
• RQ2 2 HEX作用と6 EXP作用の間で、ハドロン質量のスケーリング補正はどのように比較されるか？
• RQ3 非摂動的反復法で正規化されたゼロ化したstrangeクォーク質量は、どの程度格子間隔にわたって一貫してスケーリングするか？
• RQ4 O(αa)とO(a²)のどちらのスケーリング仮定が、クォーク質量の連続体極限をよりよく記述するか？
• RQ5 スケーリングおよび条件数解析に基づいて、2 HEX作用は大規模な非ゼロ化格子QCDシミュレーションで信頼性を持って使用可能か？

主な発見

• 2 HEX作用は、ハドロン質量に対して、最大で約0.15 fmまで広いスケーリング窓を示し、最大スケーリング補正は約2%にとどまる。
• ハドロン質量の連続体極限ではO(a²)スケーリングが支持されるが、O(αa)スケーリングも妥当であり、系統的誤差推定に用いられている。
• 非摂動的反復法で正規化されたゼロ化したstrangeクォーク質量は、約0.15 fmまで平坦なスケーリングを示し、文献との良好な一致を示している。
• ZS(3.5 GeV)/ZS(2.1 GeV)の連続体極限は平坦であり、摂動理論への信頼できるマッチングを支持している。
• MSバー strangeクォーク質量の合成結果はmsMS(2 GeV) = 101.4(1.5)(1.1) MeVであり、ms/mudおよびr0に関する仮定を含まない系統的誤差を含む。
• 2 HEX作用は、小さなクォーク質量におけるウィルソン＝ディラック作用素の条件数を顕著に低減し、大規模シミュレーションにおける数値的安定性を向上させた。