[논문 리뷰] Strange and charm contributions to the HVP from C* boundary conditions

Anian Altherr, Lucius Bushnaq외 14명|arXiv (Cornell University)|2023. 01. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 C★ 경계 조건을 사용하여 뮤온의 비정상 자석모멘트의 강입자 진공분극화(HVP)에 대한 주요 스트랭지 및 초입자 쿼크 기여를 위한 초기계산을 제시한다. 3+1 편미분 O(a)-보정 윌슨 쿼크를 사용한 두 개의 격자 격자에서 비물리적 파이온 질량과 하나의 격자 간격을 사용하여, 이 작업은 초입자 쿼크 기여가 벡터 전류 이산화에 매우 민감한 반면, 스트랭지 쿼크 기여는 방법에 관계없이 안정적이며 유한체적 효과를 고려할 때 2σ 수준에서 일치하는 결과를 얻었다.

ABSTRACT

We present preliminary results for the determination of the leading strange and charm quark-connected contributions to the hadronic vacuum polarization contribution to the muon's $g-2$. Measurements are performed on the RC$^{\star}$ collaboration’s QCD ensembles, with $3+1$ flavors of $O(a)$ improved Wilson fermions and C$^{\star}$ boundary conditions. The HVP is computed on a single value of the lattice spacing and two lattice volumes at unphysical pion mass. In addition, we compare the signal-to-noise ratio for different lattice discretizations of the vector current.

연구 동기 및 목표

• 뮤온 g−2의 1차 순서 강입자 진공분극화(HVP)에 대한 연결된 스트랭지 및 초입자 쿼크 기여를 계산하기 위해.
• 다른 벡터 전류 이산화 방법(지역 vs. 보존)이 HVP의 신호 대 잡음 비율과 수치적 안정성에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 같은 비물리적 파이온 질량과 격자 간격에서 두 개의 격자 부피를 사용하여 유한체적 효과를 평가하기 위해.
• 미래의 전체 HVP 계산에서 이소스핀 위반 효과와 분리된 도형을 포함하기 위한 기초를 마련하기 위해.

제안 방법

• 3+1 편미분 O(a)-보정 윌슨 쿼크와 공간 방향의 C★ 경계 조건을 사용한 두 개의 RC★ 협력 격자 격자에서 라티스 QCD 시뮬레이션을 수행한다.
• 강입자 진공분극화는 QED 커널과 벡터 전류 상관함수의 커플라션을 사용한 시간-운동량 표현에서 계산된다.
• 두 가지 전류 이산화 방법을 사용한다: 지역 전류(V𝑙)와 보존(점 분리) 전류(V𝑐)로, 이산화 효과를 평가한다.
• 상관함수는 지수 하나의 모델에 적합하여 기본 상태 기여를 추출하며, 스트랭지 쿼크의 꼬리 근사에는 截斷을 사용한다.
• 통계 오차는 부트스트랩 재표본 추출을 통해 추정하고, 체계적 오차는 격자 간격, ZV, 피팅 범위, 截斷 선택에서 전파된다.
• 결과는 하나의 격자 간격과 두 부피에서 도출되어 유한체적 효과를 평가하였으며, 아직 연속체나 물리적 점 외삽을 수행하지 않았다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 스트랭지 및 초입자 쿼크 기여가 벡터 전류 이산화 방법(지역 vs. 보존)의 선택에 따라 어떻게 달라지는가?
• RQ2 스트랭지 및 초입자 HVP 기여에 대해 유한체적 효과의 크기와 통계적 유의성 정도는 어떠한가?
• RQ3 다른 전류 이산화 방법 간의 HVP 계산에서의 신호 대 잡음 비율은 어떻게 비교되는가?
• RQ4 현재 결과가 향후 HVP 결정에서 이소스핀 위반 및 분리된 기여를 포함하는 데 얼마나 기여하는가?
• RQ5 같은 비물리적 파이온 질량과 격자 간격에서 두 격자 부피 간의 결과는 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 스트랭지 쿼크 기여는 벡터 전류 이산화 방법의 선택에 민감하지 않으며, 지역-지역과 보존-지역 전류에서 결과가 오차 범위 내에서 일치한다.
• 초입자 쿼크 기여는 지역-지역과 보존-지역 이산화 간에 유의미한 2σ 차이를 보이며, 강한 이산화 민감도를 나타낸다.
• A400a00b324 앙상블에서 스트랭지 쿼크 기여는 46.7(7)×10−10 (지역-지역) 및 46.2(7)×10−10 (보존-지역)이며, B400a00b324 앙상블에서는 각각 48.5(7)×10−10 및 48.0(7)×10−10이다.
• A400a00b324 앙상블에서 초입자 쿼크 기여는 7.83(8)×10−10 (지역-지역) 및 6.18(7)×10−10 (보존-지역)이며, B400a00b324 앙상블에서도 유사한 값이 나왔다.
• 유한체적 효과는 초입자 기여에 대해 무시할 수 있으며, 두 앙상블 간 스트랭지 쿼크 결과의 2σ 차이에 기여한다.
• 격자 간격의 정확한 결정 향상과 스트랭지 쿼크 상관함수의 더 정확한 꼬리 모델이 체계적 오차를 줄이기 위해 필요하다고 밝혀졌다.