[논문 리뷰] Rare B decays with moving NRQCD and improved staggered quarks

Stefan Meinel, Eike H. Müller외 4명|ArXiv.org|2008. 10. 06.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 3인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 브라운 운동을 사용한 비정상 상태 QCD 계산을 통해 희귀 B 붕괴의 형상 인자를 처음으로 계산한다. b 쿼크에 대해 이동하는 NRQCD를 사용하고 경량 쿼크에 대해 향상된 스테이거드 쿼크를 사용함으로써, 더 높은 반동 운동량과 물리적 b 쿼크 질량에 접근할 수 있다. 초도 결과는 큰 통계 오차에도 불구하고 행렬 원소 추출이 가능하다는 것을 보여주며, 보정된 프레임과 확장된 피팅 전략을 사용해 낮은 q²에서 형상 인자를 계산하였다.

ABSTRACT

We calculate form factors relevant for rare B decays using moving-NRQCD for the b quark and the AsqTad action for the light quarks. Moving NRQCD allows us to work directly with the physical b quark mass and go to higher recoil momentum compared to standard NRQCD. Here, we show first results for the matrix elements and the operator matching coefficients. Some difficulties and possible ways of improvement are discussed.

연구 동기 및 목표

• 희귀 B 붕괴의 강입자 형상 인자를 고정밀도로 계산하기 위해, 특히 전자형 및 복사 붕괴 모드를 포함한다.
• b 쿼크에 대해 이동하는 NRQCD를 사용하여 격자 QCD 계산의 운동역학적 영역을 더 높은 반동 운동량으로 확장한다.
• 낮은 q²에서 이산화 오차를 줄이기 위해 표준 NRQCD 대신 이동하는 NRQCD 작용을 사용한다.
• 확장된 피팅 범위, 무작위 벽 원천, 그리고 스며든 상호작용 필드를 통해 통계 정밀도를 향상시킨다.
• 미래 연구에서 격자 간격과 경량 쿼크 질량에 따른 형상 인자 의존성에 대해 연구한다.

제안 방법

• 물리적 b 쿼크 질량을 직접 시뮬레이션하고 더 높은 반동 운동량에 접근하기 위해 b 쿼크에 대해 이동하는 NRQCD를 사용한다.
• 경량 쿼크에 대해 AsqTad 향상된 스테이거드 작용을 사용하고, 맛 대칭 성립을 다루기 위해 4성분의 나이브 필드로 변환한다.
• B 및 최종 상태 메손(P, V)에 대한 상호작용 필드와 격자 전류를 포함한 3점 함수를 통해 행렬 원소를 계산한다.
• 보정 속도 v를 통해 운동량 이동을 적용하며, 물리적 운동량은 Zpγmbv를 통해 격자 운동량과 관련된다. 여기서 Zp ≈ 1이다.
• 나이브 쿼크 맛의 구조를 고려하기 위해 진동하는 지수형 매개변수화를 사용해 3점 및 2점 상관 함수를 피팅한다.
• -excited 상태 오염을 억제하고 신호 대 잡음 비율을 향상시키기 위해 무작위 벽 원천과 스며든 상호작용 필드를 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이동하는 NRQCD는 고반동 운동량에서 희귀 B 붕괴 형상 인자에 대한 정확한 격자 계산을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 반동과 운동량 이전이 증가함에 따라 행렬 원소 추정의 통계 오차는 어떻게 척도화되는가?
• RQ3 보정된 프레임과 확장된 피팅 범위의 사용이 형상 인자 추출의 안정성과 정밀도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 1-루프 격자 양자역학 이론을 사용해 정적 근사에서 벡터, 아кси얼, 텐서 전류의 연산자 매칭 계수는 어떻게 행동하는가?
• RQ5 이동하는 NRQCD를 사용한 희귀 B 붕괴의 맥락에서, 무작위 벽 원천과 스며침을 통해 어떤 개선이 이루어질 수 있는가?

주요 결과

• 이동하는 NRQCD를 사용해 물리적 b 쿼크 질량과 낮은 q²에서 벡터 전류(⟨K|s̄γ₀b|B⟩)와 텐서 전류(⟨K*|s̄σ₁₃b|B⟩)의 첫 번째 성공적인 행렬 원소 추출이 이루어졌다.
• f₊, f₀, fₜ, T₁, T₂ 등의 형상 인자가 낮은 q²에서 계산되었으며, 보정된 프레임(v = 0.2–0.4)을 사용해 q² ≈ 10 GeV²에서 1방향 운동량을 사용하였다.
• 반동 운동량이 증가함에 따라 통계 오차가 증가하지만, 특히 텐서 전류에서 그렇지만 수렴에 대한 기본적인 장애는 관찰되지 않았다.
• 낮은 운동량(k(p)=0, k(q)=0)과 중간 정도의 보정(v=0.4)에서 3점 상관 함수 피팅이 안정되었지만, 고반동에서 벡터 메손 텐서 전류에 대해서는 합리적인 피팅을 달성하지 못했다.
• 이동하는 NRQCD의 사용으로 최종 상태 메손 운동량을 p′ = 0 또는 2π/L(−1,0,0)까지 낮출 수 있었으며, 이는 이전의 표준 NRQCD보다 낮은 q²에 도달할 수 있게 하였다.
• 초기 결과는 피팅 범위를 연장하고 더 많은 지수 함수를 포함시키면 신호 대 잡음 비율이 향상되고 오차가 감소할 것임을 시사한다.