[논문 리뷰] Meson decay constants from Nf=2 clover fermions

M. Göckeler, R. Horsley외 6명|arXiv (Cornell University)|2005. 09. 30.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions참고 문헌 10인용 수 6

한 줄 요약

이 격자 QCD 연구는 비가역적 재규격화를 사용한 Nf=2 O(a)-개선 월리스 페르미온과 함께 메손 붕괴 상수를 계산한다. 이 연구는 벡터 메손이 텐서 전류와의 결합을 처음으로 동적 페르미온으로 계산하며, 2 GeV에서 MS̄ 체계에서 f_V^⊥ = 168(3) MeV를 구했고, 이는 이전의 차단된 계산이나 합성 규칙 추정치보다 크다.

ABSTRACT

We present recent results for meson decay constants calculated on configurations with two flavours of O(a)-improved Wilson fermions. Non-perturbative renormalisation is applied and quark mass dependencies as well as finite volume and discretisation effects are investigated. In this work we also present a computation of the coupling of the light vector mesons to the tensor current using dynamical fermions.

연구 동기 및 목표

• Nf=2 동적 클로버 페르미온을 사용하여 메손 붕괴 상수 f_PS, f_V, f_V^⊥를 처음 원리로부터 계산하기.
• 비가역적 재규격화와 개선된 동역학을 사용하여 체계적 오차를 줄이기.
• 연속 극한과 무질서 극한에서 쿼크 질량 의존성, 유한 체적 효과, 이산화 오차를 조사하기.
• 동적 페르미온을 사용한 첫 번째 텐서 전류 결합 f_V^⊥ 의 격자 QCD 결정하기.
• CKM 행렬 요소 |V_ub| 와 관련된 정밀한 강입자 행렬 요소에 대해 격자 QCD의 신뢰성 테스트하기.

제안 방법

• β 값 여러 개(5.20–5.40)에서 Nf=2 O(a)-개선 월리스 페르미온과 윌슨 게이지 작용을 사용한 시뮬레이션을 수행하여, 격자 간격 0.07–0.11 fm에 해당한다.
• RI′-MOM 체계를 사용하여 재규격화 상수 Z_A와 Z_V 를 비가역적으로 결정하고, 4차 미분 β-함수와 3차 미분 비정상성 지수를 사용하여 μ=2 GeV에서 MS̄ 체계로 변환한다.
• 소머 규모 r0 를 물리적 척도 설정에 사용하며, r0 = 0.467 fm 는 r0m_N 의 격자 결과로부터 유도된다.
• 상태의 기본 상태 오버랩을 향상시키기 위해 자코비 스미어링을 적용한다.
• 연속 극한과 무질서 극한으로 외삽하기 위해 ansatz r0f_x = r0F_x(a)[1 + α0(m_PS,sea r0)^2 + α1(m_PS,val r0)^2 + ...] 를 사용한다.
• g²(μ) 와 c_A 에 대해 부스팅된 양자역학 이론을 사용하며, 체계적 오차 평가를 위해 비가역적 결과와 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 무질서 극한에서의 편미분 붕괴 상수 f_PS 의 값은 얼마이며, 실험 결과와 어떻게 비교되는가?
• RQ2 유한 체적 효과는 벡터 및 텐서 붕괴 상수 f_V 와 f_V^⊥ 에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 동적 페르미온을 사용한 첫 번째 텐서 전류 결합 f_V^⊥ 의 격자 QCD 결정은 무엇인가?
• RQ4 이산화 및 쿼크 질량 의존성은 붕괴 상수에 어떤 영향을 미치며, 비가역적 재규격화의 영향은 무엇인가?
• RQ5 f_V^⊥ 의 결과는 이전의 차단된 계산이나 합성 규칙 추정치와 얼마나 다를까?

주요 결과

• 무질서 극한에서의 편미분 붕괴 상수는 f_PS = 131(7) MeV 이며, 실험 값 f_π^exp = 130.7 MeV 와 일치한다.
• 카이온 질량으로의 외삽에서 f_K ≈ 155 MeV 를 얻었고, 실험 값 f_K^exp = 159.8 MeV 와 양호한 일치를 보였다.
• 벡터 붕괴 상수의 역수는 1/f_ρ = 0.333(12) 이며, τ → ρν 붕괴에서의 실험적 추정치 0.27 보다 약간 크다.
• 텐서 전류 결합 f_V^⊥ 는 RGI 체계에서 183(4) MeV, 2 GeV에서 MS̄ 체계에서 168(3) MeV 로 계산되었고, 이는 이전 추정치 140–150 MeV 보다 뚜렷이 크다.
• L 를 1.3에서 2.0 fm 으로 늘일 때 f_PS 에 대한 유한 체적 효과는 2–6% 이며, 무질서 양자역학 이론에서 예상한 것보다 크다.
• f_PS 와 f_V^⊥ 에 대한 이산화 오차는 통계 오차에 비해 작아, 연속 극한에서 상수로 피팅할 수 있었다.