[논문 리뷰] Heavy quark masses in the continuum limit of Lattice QCD

Giulia Maria de Divitiis, Marco Guagnelli외 3명|arXiv (Cornell University)|2003. 05. 19.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 쿼 ench된 격자 QCD의 연속극한에서 단계 스케일링 방법을 사용하여 쿼크 질량보다 높은 격자 마찰을 유지하면서 초미세 및 바텀 쿼크 질량을 계산한다. 재규격화된 군 불변성(RGI) 질량은 mRGI_b = 6.57(15) GeV 및 mRGI_c = 1.663(36) GeV로 결정되었으며, 이는 mMS_b(mb) = 4.24(10) GeV 및 mMS_c(mc) = 1.308(28) GeV로 변환되며, Bc 메손 질량을 계산하는 데 사용된다.

ABSTRACT

Abstract: We compute charm and bottom quark masses in the quenched approximation and in the continuum limit of lattice QCD. We make use of a step scaling method, previously introduced to deal with two scale problems, that allows to keep the lattice cutoff always greater than the quark mass. We determine the RGI quark masses and make the connection to the MS scheme. The continuum extrapolation gives us a value m RGI b = 6.57(15) GeV for the b–quark and mRGI c = 1.663(36) GeV for the c–quark, corresponding respectively to mMS b (mb) = 4.24(10) GeV and mMS c (mc) = 1.308(28) GeV. The latter result is for us a check of the method. Using our results on the heavy quark masses we compute the mass of the Bc meson, MBc

연구 동기 및 목표

• 쿼치드 근사법을 사용하여 격자 QCD의 연속극한에서 무거운 쿼크 질량(초미세 및 바텀)을 계산하는 것.
• 쿼크 질량과 격자 마찰의 이중 척도 문제를 다루기 위해 단계 스케일링 방법을 적용하는 것.
• 재규격화된 군 불변성(RGI) 쿼크 질량을 결정하고, 이들을 MS 체계 질량과 연관짓는 것.
• 정밀도 향상을 위해 개선된 무거운 쿼크 질량 결정을 위한 신뢰할 수 있는 연속극한 외삽을 수행하는 것.
• 계산된 쿼크 질량을 사용하여 Bc 메손의 질량을 예측하는 것.

제안 방법

• 재규격화 스케일을 체계적으로 변화시키면서도 격자 마찰가 쿼크 질량보다 높도록 유지하는 단계 스케일링 방법을 활용한다.
• QCD 경로 적분을 단순화하고 계산 비용을 줄이기 위해 쿼치드 근사를 사용한다.
• 연속극한 외삽을 가능하게 하기 위해 다수의 격자 간격에서 격자 시뮬레이션을 수행한다.
• 퍼트루바티브 매칭 관계를 사용하여 RGI 쿼크 질량을 MS 체계로 변환한다.
• 결과로 도출된 쿼크 질량을 비파erturbative 또는 효과적 필드 이론 방법을 통해 Bc 메손 질량 계산에 사용한다.
• 유한한 크기 효과 및 마찰 효과를 제어하여 연속극한에 대한 신뢰할 수 있는 외삽을 확보한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 격자 QCD의 연속극한에서 초미세 및 바텀 쿼크 질량의 값은 무엇인가?
• RQ2 단계 스케일링 방법은 중량 쿼크 질량 계산에서 이중 척도 문제를 얼마나 정확히 해결할 수 있는가?
• RQ3 격자 QCD 맥락에서 RGI 쿼크 질량과 MS 체계 질량 간의 관계는 무엇인가?
• RQ4 계산된 쿼크 질량은 기존의 현상학적 추정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 계산된 쿼크 질량을 사용하여 Bc 메손의 질량을 높은 정밀도로 예측할 수 있는가?

주요 결과

• 연속극한 외삽 후 RGI 바텀 쿼크 질량은 mRGI_b = 6.57(15) GeV로 결정되었다.
• RGI 초미세 쿼크 질량은 mRGI_c = 1.663(36) GeV로 산출되었으며, 방법의 신뢰성과 일치한다.
• MS 체계 바텀 쿼크 질량은 mMS_b(mb) = 4.24(10) GeV로 계산되었으며, 약 2.4%의 정밀도를 보였다.
• MS 체계 초미세 쿼크 질량은 mMS_c(mc) = 1.308(28) GeV로 결정되었으며, 방법의 검증으로 기능한다.
• 계산된 쿼크 질량을 사용하여 Bc 메손의 질량을 예측하였으며, 이는 프레임워크의 비트리비얼한 검증이 되었다.
• 단계 스케일링 접근법은 계산 전반에 걸쳐 격자 마찰가 쿼크 질량보다 높게 유지되어 비물리적 영역을 피하는 데 성공했다.