[논문 리뷰] f_B and f_Bs with maximally twisted Wilson fermions

ETM Collaboration, B. Blossier외 14명|arXiv (Cornell University)|2009. 11. 19.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 15인용 수 5

한 줄 요약

이 격자 QCD 연구는 네 개의 격자 간격에서 Nf=2 최대 휨 Wilson 쿼크를 사용하여 B 및 Bs 메손의 붕괴 상수를 계산한다. 이는 쿼크 질량의 캐미언과 정적 쿼크 질량 영역 사이에 새로운 보간 방법을 적용한 것이다. 결과로 fB = 191(14) MeV 및 fBs = 243(14) MeV를 도출하였으며, 이는 알려진 정적 극한과의 비율에 기반한 다른 방법과 매우 잘 일치하여, 무거운 쿼크 물리학 계산의 정밀성과 신뢰성을 확인한다.

ABSTRACT

We present a lattice QCD calculation of the heavy-light decay constants f_B and f_Bs performed with Nf=2 maximally twisted Wilson fermions, at four values of the lattice spacing. The decay constants have been also computed in the static limit and the results are used to interpolate the observables between the charm and the infinite-mass sectors, thus obtaining the value of the decay constants at the physical b quark mass. Our preliminary results are f_B=191(14) MeV, f_Bs=243(14) MeV, f_Bs/f_B=1.27(5). They are in good agreement with those obtained with a novel approach, recently proposed by our Collaboration (ETMC), based on the use of suitable ratios having an exactly known static limit.

연구 동기 및 목표

• 통제된 체계적 오차를 갖는 격자 QCD에서 fB 및 fBs 붕괴 상수를 계산하는 것.
• 무거운 b 쿼크 질량을 시뮬레이션하는 데 도전하는 문제를 캐미언과 정적 쿼크 질량 영역 사이의 보간을 통해 해결하는 것.
• 정확히 알려진 정적 극한과의 비율에 기반한 새로운 방법을 사용하여 결과를 검증하는 것.
• 여러 격자 간격과 쿼크 질량을 사용하여 카이랄 및 연속 극한으로의 통제된 외삽을 수행하는 것.
• 이산화 오차, 무거운 쿼크 질량 보간 오차, 정적 점 결정 오차에서 기인하는 체계적 오차를 정량화하는 것.

제안 방법

• 네 개의 격자 간격을 사용하여 Nf=2 최대 휨 Wilson 쿼크를 사용하여 무거운-경량 메손을 시뮬레이션하는 것.
• 신호 대 잡음 비율을 향상시키기 위해 HYP2 작용을 사용하여 정적 극한에서 붕괴 상수를 계산하는 것.
• 지역 연산자와 스미어링된 연산자의 상관 행렬에 동시에 피팅하여 행렬 원소와 에너지 수준을 추출하는 것.
• 카이랄 및 무거운 쿼크 질량 의존성을 포함한 HMChPT 기반의 기능 형태를 사용하여 물리적 경량 및 스트랭전 쿼크 질량으로의 외삽.
• O(a²) 및 O(a⁴) 이산화 항을 포함한 다항식 피팅을 사용하여 물리적 b 쿼크 질량과 연속 극한으로의 보간.
• NLO에서 HQET을 QCD로 매칭하여 물리적 붕괴 상수를 도출하며, 피팅 변형과 정적 점 불확실성으로부터 체계적 오차를 추정하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 연속 극한에서 통제된 체계적 오차를 갖는 fB 및 fBs 메손 붕괴 상수의 값은 무엇인가?
• RQ2 캐미언과 정적 쿼크 질량 영역 사이의 보간을 통해 물리적 b 쿼크 질량에 얼마나 정확하게 도달할 수 있는가?
• RQ3 정확히 알려진 정적 극한과의 비율에 기반한 새로운 비율 방법의 결과가 기존의 보간 기법과 얼마나 일치하는가?
• RQ4 이산화 효과와 유한 체적 보정이 최종 붕괴 상수 값에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 연속 극한 및 무거운 쿼크 질량 외삽의 기능 형태를 다양하게 변화시켰을 때 결과의 신뢰성은 어느 정도인가?

주요 결과

• fB의 계산된 값은 191(14) MeV이며, 통계 오차와 피팅 오차는 각각 6(12) MeV이고, 연속 극한과 보간에서 기인한 체계적 오차는 3 MeV이다.
• fBs의 계산된 값은 243(14) MeV이며, 비율 fBs/fB = 1.27(5)로 실험적 기대와 일치한다.
• 다른 방법에 기반한 결과와 매우 우수한 일치를 보이며, fB = 194(16) MeV 및 fBs = 235(11) MeV를 도출하였다.
• 다양한 이산화 항을 포함한 여러 피팅 결과의 산점은 체계적 오차에 포함되어 있으며, 결과의 안정성을 확인한다.
• 피팅에 비국소 연산자를 사용함으로써 신호 대 잡음 비율을 향상시키고, 고에너지 상태 오염을 감소시켰다.
• 대규모 통계 샘플을 포함하고 있으며, 결과는 이전의 회의 발표에서 사용된 데이터의 일부에 기반하며, 더 높은 정밀도를 확보하였다.