[論文レビュー] Update on Nf=3 finite temperature QCD phase structure with Wilson-Clover fermion action

Shinji Takeda, Xiao-Yong Jin+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 16, 2016

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 6被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、Nt = 8および10におけるIwasakiゲージ作用素と非摂動的O(a)-補正付きウィルソン・クローバーフェルミオンを用いて、3フレーバーQCDの有限温度相構造を更新した。有限サイズスケーリングにおいて、混合磁化型およびエネルギー型演算子からのスケーリング歪みを考慮しなければ、正しく3次元Z2普遍性クラスを特定できないことが示された。これにより、連続限界における臨界状態の擬スカラーメソン質量は約100 MeVにextrapolatedされた。

ABSTRACT

We present an update of the finite temperature phase structure analysis for three flavor QCD. In the study the Iwasaki gauge action and non-perturvatively O($a$) improved Wilson-Clover fermion action are employed. We discuss finite size scaling analysis including mixings of magnetization-like and energy-like observables. Preliminary results are shown of the continuum limit of the critical point using newly generated data at Nt=8,10, including estimates of the critical pseudo-scalar meson mass and critical temperature.

研究の動機と目的

• 改善されたフェルミオン作用素を用いたNf=3 QCDの有限温度相構造を特定すること。
• 粗い格子間隔（Nt=4,6）と比較して、より細かい格子間隔（Nt=8,10）における普遍性クラスの特定に生じる不一致を解消すること。
• Nt=8および10の新データを用いて、臨界点の信頼できる連続限界extrapolationを実行すること。
• 有限サイズスケーリング解析において、磁化型とエネルギー型演算子の混合を考慮することで、精度を向上させること。

提案手法

• Nt=8および10の格子上で、Iwasakiゲージ作用素と非摂動的O(a)-補正付きウィルソン・クローバーフェルミオン作用素を用いた。
• 臨界挙動を研究するために、空間的格子サイズNs=16,20,24,28を用いた有限サイズスケーリングを実施した。
• ヘッジパラメータκにおけるマルチエンsemblesリウェイトを用いて、各エンsembles間でのクリティカル凝集モーメントを補間した。
• 混合磁化型およびエネルギー型演算子からの補正を含む修正されたフィッティング形式を用いた、尖度交差解析を実施した。
• 格子間隔の立方多項式を用いた連続限界extrapolationを実行し、ウィルソンフロー尺度√t₀で正規化した。
• RHMCアルゴリズムをBQCDコードで使用し、80%の受容率を達成し、10トレジェクトリごとに配置を保存した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Nt=8および10における磁化型とエネルギー型演算子の混合効果を含めた場合、有限温度におけるNf=3 QCDの臨界点が3次元Z2普遍性クラスに属するか？
• RQ2 混合磁化型およびエネルギー型演算子からのスケーリング歪みが、尖度および臨界点の決定にどのように影響するか？
• RQ3 物理的単位における臨界擬スカラーメソン質量mPS,Eの連続限界は何か？
• RQ4 Nt=8および10のデータを含めることで、以前のNt=4,6,8の結果と比較して、臨界点extrapolationの信頼性がどのように向上するか？
• RQ5 Nt=8および10における尖度の3次元Z2値からの観測されたずれは、普遍性クラスの変化ではなく、演算子の混合によるものと説明できるか？

主な発見

• 連続限界における臨界擬スカラーメソン質量はmPS,E ≈ 100 MeVと推定され、以前の約300 MeVの推定値よりも顕著に低かった。
• 標準的なフィッティング形式を用いた場合、Nt=8および10における臨界点での尖度は3次元Z2普遍性クラスの値から逸脱しており、補正項の必要性を示唆した。
• フィッティング関数に混合磁化型およびエネルギー型演算子からの補正項を含めることで、3次元Z2普遍性クラスとの整合性が回復し、Fit-3ではχ²/d.o.f. < 1となった。
• 補正項の大きさは小さい（約10%）ことから、Nt=8および10におけるスケーリング歪みは制御可能ではあるが、無視できないことが示された。
• √t₀で正規化した臨界温度は連続限界で一貫した傾向を示し、extrapolatedされた臨界点の信頼性を支持した。
• 解析により、より細かい格子間隔における普遍性クラスの正しく特定するには、有限サイズスケーリングで演算子の混合効果を考慮する必要があることが確認された。