[論文レビュー] Staggered chiral perturbation theory in the two-flavor case and SU(2) analysis of the MILC data

A. Bazavov, C. Bérnard+12 more|arXiv (Cornell University)|Nov 8, 2010

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 7被引用数 18

ひとこと要約

本稿では、2フレーバーの場合のルート付きステガード・カイラル摂動論を展開し、部分的くエンジン化されたフレームワークにおいて、中間子質量および崩壊定数のNLO式を導出する。大文字の strange クォーク質量および小さなトレーススプリングの極限において、SU(3)理論からSU(2)ステガード・カイラル理論が出現することを示し、SU(2)およびSU(3)の低エネルギー定数およびトレース破壊パラメータの明示的関係を提供するとともに、MILC格子データへの更新されたSU(2)カイラルフィットを提示する。

ABSTRACT

In the light pseudoscalar sector, we study rooted staggered chiral perturbation theory in the two-flavor case. The pion mass and decay constant are calculated through NLO for a partially-quenched theory. In the limit where the strange quark mass is large compared to the light quark masses and the taste splittings, we show that the SU(2) staggered chiral theory emerges from the SU(3) staggered chiral theory, as expected. Explicit relations between SU(2) and SU(3) low energy constants and taste-violating parameters are given. A brief summary of updated SU(2) chiral fits to the MILC lattice data is presented.

研究の動機と目的

• 軽いペシスカラーセクターにおける2フレーバーの場合のルート付きステガード・カイラル摂動論を拡張すること。
• 部分的くエンジン化された設定において、中間子質量および崩壊定数の次-leading-order (NLO) 式を導出すること。
• 大きな strange クォーク質量および小さなトレーススプリングの極限において、SU(2)およびSU(3)ステガード・カイラル理論の対応関係を確立すること。
• SU(2)およびSU(3)フレームワークにおける低エネルギー定数およびトレース破壊パラメータの明示的関係を提供すること。
• 導出された形式に基づいて、MILC格子データに対する更新されたSU(2)カイラルフィットを提示すること。

提案手法

• 2つの軽いクォークフレーバーを有する部分的くエンジン化された理論において、ルート付きステガードフェルミオンを用いた形式的展開を行う。
• NLOカイラル摂動論を用いて、2フレーバーのルート付きステガードフレームワークにおける中間子質量および崩壊定数を計算する。
• 軽いクォーク質量に対して大きな strange クォーク質量の極限およびトレーススプリングが小さい極限をとることで、SU(3)理論からSU(2)ステガード・カイラル理論が出現することを示す。
• 対称性およびカイラル対称性の破れのパターンを用いて、SU(2)およびSU(3)の低エネルギー定数およびトレース破壊パラメータの明示的マッピングを導出する。
• 導出された形式を用いて、MILC格子データに対する更新されたSU(2)カイラルフィットを実施し、新しい理論的枠組みを統合する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ルート付きステガード・カイラル摂動論の2フレーバーの場合において、部分的くエンジン化された設定でNLOにおいて中間子質量および崩壊定数はどのように記述されるか？
• RQ2 大きな strange クォーク質量および小さなトレーススプリングの極限において、SU(3)ステガード・カイラル理論は期待どおりにSU(2)ステガード・カイラル理論に還元されるか？
• RQ3 SU(2)およびSU(3)ステガード・カイラル理論における低エネルギー定数およびトレース破壊パラメータの明示的関係は何か？
• RQ4 導出された理論的式は、SU(2)カイラルフィット枠組みにおいてMILC格子データの記述をどのように改善するか？
• RQ5 新しいルート付きステガード・カイラル摂動論形式を用いた場合、MILCデータに対する更新されたSU(2)カイラルフィットパラメータは何か？

主な発見

• 大きな strange クォーク質量および小さなトレーススプリングの極限において、SU(2)ステガード・カイラル理論がSU(3)理論から出現することが示され、理論的期待と一致する。
• SU(2)およびSU(3)の低エネルギー定数およびトレース破壊パラメータの明示的関係が導出され、理論間の比較が可能になる。
• 2フレーバーのルート付きステガードフレームワークにおいて中間子質量および崩壊定数のNLO式が計算され、一貫性のある理論的記述が得られる。
• 更新されたSU(2)カイラルフィットは新しい理論的枠組みに基づき、カイラル摂動論との整合性が向上している。
• 形式は2フレーバーの場合におけるトレース対称性の破れ効果を体系的に取り扱うことができ、格子QCD解析に影響を与える。