[논문 리뷰] Light hadron spectroscopy on the lattice with the non-perturbatively improved Wilson action

Damir Bečirević, Boucaud, Ph.외 6명|ArXiv.org|1998. 09. 16.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 1인용 수 8

한 줄 요약

이 격자 양자 chromodynamics 연구는 비임계적으로 개선된 윌슨 작용을 사용하여 β = 6.2에서 24³ × 64 격자에서 차단 근사에서 경량 하드론 질량과 붕괴 상수를 계산한다. 이 연구는 O(a) 개선을 달성하고 f_K = 156(17) MeV, f_π = 139(22) MeV, f_K/f_π = 1.13(4), 그리고 MS̄(2 GeV)에서의 카이랄 조건 ⟨¯qq⟩̄MS(2 GeV) = −(253 ± 25 MeV)³을 보고하며, 실험과 양호한 일치를 보이며 비개선된 작용보다 향상된 정확도를 확보한다.

ABSTRACT

We present results for the light meson masses and decay constants as obtained from calculations with the non-perturbatively improved (`Alpha') action and operators on a 24^3 imes 64 lattice at beta = 6.2, in the quenched approximation. The analysis was performed in a way consistent with O(a) improvement. We obtained: reasonable agreement with experiment for the hyperfine splitting; f_K=156(17) MeV, f_pi =139(22) MeV, f_K/f_pi = 1.13(4) ; f_{K*}=219(7) MeV, f_rho =199(15) MeV, f_phi =235(4) MeV; f_{K*}^{T}(2 GeV) = 178(10) MeV, f_rho^{T}(2 GeV) =165(11) MeV, where f_V^{T} is the coupling of the tensor current to the vector mesons; the chiral condensate ^\bar{MS} (2 GeV)= - (253 +/- 25 MeV)^3. Our results are compared to those obtained with the unimproved Wilson action. We also verified that the free-boson lattice dispersion relation describes our results very accurately for a large range of momenta.

연구 동기 및 목표

• 차단 근사에서 비임계적으로 개선된 윌슨 작용을 사용하여 경량 하드론 스펙트럼을 계산한다.
• 행렬 원소와 질량에서의 이산화 오차를 줄이기 위해 O(a) 개선을 달성한다.
• 비개선된 윌슨 작용과의 비교를 통해 정확도 향상 여부를 평가한다.
• 실험 데이터와의 비교를 위해 붕괴 상수와 카이랄 조건을 추출한다.
• 넓은 운동량 범위에서 자유 보존 분산 관계의 타당성을 검증한다.

제안 방법

• O(a) 격자 잔여항을 줄이기 위해 비임계적으로 개선된("Alpha") 윌슨 작용을 사용한다.
• 이산화 오차를 줄이기 위해 O(a)로 개선된 벡터 및 양성자 전류를 사용하여 붕괴 상수를 계산한다.
• β = 6.2에서 24³ × 64 공간-시간 격자에서 시뮬레이션을 수행한다.
• 동적 쿼크 효과를 억제하기 위해 차단 근사를 적용한다.
• 하드론 스펙트럼의 일관성을 검증하기 위해 자유 보존 분산 관계를 사용한다.
• 유한한 격자 간격에서 연속 물리와의 일관성을 확보하기 위해 개선된 작용과 연산자를 사용하여 행렬 원소를 계산한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비임계적으로 개선된 윌슨 작용을 사용하여 계산된 경량 메손 질량과 붕괴 상수는 실험 값과 어떻게 비교되는가?
• RQ2 O(a) 개선은 하드론 행렬 원소에서의 이산화 오차를 얼마나 줄이는가?
• RQ3 2 GeV에서 MS̄ 체계에서 카이랄 조건의 값은 얼마이며, 현상학적 추정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 자유 보존 분산 관계는 넓은 운동량 범위에서 하드론 스펙트럼을 정확히 기술하는가?
• RQ5 개선된 작용의 결과는 비개선 윌슨 작용의 결과와 정량적으로 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 코발트-중간자 상태의 초미세 구조 분리가 실험 데이터와 합리적인 일치를 보인다.
• 카이온 붕괴 상수는 f_K = 156(17) MeV이며, 피온 붕괴 상수는 f_π = 139(22) MeV이다.
• 비율 f_K/f_π = 1.13(4)는 실험적 및 현상학적 기대와 일치한다.
• 텐서 전류 결합은 f_{K*}^T(2 GeV) = 178(10) MeV 및 f_ρ^T(2 GeV) = 165(11) MeV이다.
• 2 GeV에서 MS̄ 체계에서의 카이랄 조건은 ⟨¯qq⟩̄MS(2 GeV) = −(253 ± 25 MeV)³이다.
• 자유 보존 분산 관계는 넓은 운동량 범위에서 격자 데이터를 정확히 기술한다.