[論文レビュー] Strange and charm contributions to the HVP from C* boundary conditions

Anian Altherr, Lucius Bushnaq+14 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2023

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、C★境界条件を用いた、ミュオンの異常磁気モーメントのハドロン真空偏移（HVP）における、最初から飛び出る奇妙クォークおよび charm クォークの寄与の予備的 lattice QCD 計算を提示する。3+1 フレーバーの O(a)-改良ウィルソンフェルミオンを用いた2つのアンサンブル（中間子質量が物理的でない値、1つの格子間隔）を用い、charm クォークの寄与はベクトルカレント離散化に強く依存するが、奇妙クォークの寄与は方法にかかわらず安定しており、有限体積効果の影響が2σ以内で一貫していることが判明した。

ABSTRACT

We present preliminary results for the determination of the leading strange and charm quark-connected contributions to the hadronic vacuum polarization contribution to the muon's $g-2$. Measurements are performed on the RC$^{\star}$ collaboration’s QCD ensembles, with $3+1$ flavors of $O(a)$ improved Wilson fermions and C$^{\star}$ boundary conditions. The HVP is computed on a single value of the lattice spacing and two lattice volumes at unphysical pion mass. In addition, we compare the signal-to-noise ratio for different lattice discretizations of the vector current.

研究の動機と目的

• ミュオンの g−2 の一次元ハドロン真空偏移（HVP）における、連結された奇妙クォークおよびcharmクォークの寄与を計算すること。
• 局所的カレント（V𝑙）と保存的（ポイントスプリット）カレント（V𝑐）の異なるベクトルカレント離散化が、HVP の信号対ノイズ比および数値的安定性に与える影響を評価すること。
• 同じ非物理的中間子質量と格子間隔で2つの格子体積を用いて、有限体積効果を評価すること。
• 今後のHVP計算におけるアイソスピン破れ効果および非連結図の組み込みに向けた基盤を築くこと。

提案手法

• 3+1 フレーバーの O(a)-改良ウィルソンフェルミオンと空間方向の C★境界条件を用いた、RC★協会の2つのアンサンブル上で lattice QCD シミュレーションを実行する。
• ハドロン真空偏移は、QEDカーネルとベクトルカレント相関関数の畳み込みを用いた時間運動量表現で計算される。
• カレント離散化の影響を評価するために、局所的カレント（V𝑙）と保存的（ポイントスプリット）カレント（V𝑐）の2種類の離散化を用いる。
• 相関関数は、基底状態寄与を抽出するために単一指数関数モデルにフィットし、奇妙クォークにはカットオフを用いたテイル近似が適用される。
• 統計誤差はブートストラップ再サンプリングにより推定され、系誤差は格子間隔、ZV、フィット範囲、カットオフの選択から伝播される。
• 有限サイズ効果の評価のため、1つの格子間隔と2つの体積で結果を得ており、まだ連続極限や物理点への外挿は実施していない。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 奇妙クォークおよびcharmクォークのHVP寄与は、ベクトルカレント離散化（局所的 vs. 保存的）の選択にどのように依存するか？
• RQ2 有限体積効果の大きさと統計的有意性は、奇妙クォークおよびcharmクォークのHVP寄与にどのように影響するか？
• RQ3 HVP計算において、異なるカレント離散化の間で信号対ノイズ比はどのように比較されるか？
• RQ4 現在の結果は、今後のHVP決定においてアイソスピン破れおよび非連結寄与を組み込むことへの支持をどの程度示しているか？
• RQ5 同じ非物理的中間子質量と格子間隔で、2つの格子体積間での結果はどのように比較されるか？

主な発見

• 奇妙クォークのHVP寄与は、ベクトルカレント離散化の選択にほとんど依存せず、局所的-局所的および保存的-局所的カレントの両方で不確かさの範囲内で一致している。
• charmクォークの寄与は、局所的-局所的と保存的-局所的離散化の間で2σの有意な差を示しており、強い離散化感受性があることが判明した。
• A400a00b324アンサンブルでは、奇妙クォーク寄与は局所的-局所的で 46.7(7)×10−10、保存的-局所的で 46.2(7)×10−10 であり、B400a00b324アンサンブルではそれぞれ 48.5(7)×10−10 と 48.0(7)×10−10 であった。
• A400a00b324アンサンブルにおけるcharmクォーク寄与は、局所的-局所的で 7.83(8)×10−10、保存的-局所的で 6.18(7)×10−10 であり、B400a00b324アンサンブルでも同様の値が得られた。
• 有限体積効果はcharm寄与に対しては無視できるが、2つのアンサンブル間での奇妙クォーク結果の2σの不一致に寄与していることが判明した。
• 系誤差を低減するため、格子間隔のより正確な決定と、奇妙クォーク相関関数のより正確なテイルモデルの必要性が同定された。