[論文レビュー] f_B and f_Bs with maximally twisted Wilson fermions

ETM Collaboration, B. Blossier+14 more|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2009

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 15被引用数 5

ひとこと要約

このラティスQCD研究では、4つの格子間隔でNf=2の最大ねじれウィルソンフェルミオンを用いて、charmクォークと静的クォーク質量領域の間の新しい補間法を用いて、BおよびBsメソンの崩壊定数を計算している。結果はfB = 191(14) MeVおよびfBs = 243(14) MeVであり、既知の静的極限における比に基づく別法と非常に良好に一致しており、重クォーク物理学計算における頑健性と精度が確認された。

ABSTRACT

We present a lattice QCD calculation of the heavy-light decay constants f_B and f_Bs performed with Nf=2 maximally twisted Wilson fermions, at four values of the lattice spacing. The decay constants have been also computed in the static limit and the results are used to interpolate the observables between the charm and the infinite-mass sectors, thus obtaining the value of the decay constants at the physical b quark mass. Our preliminary results are f_B=191(14) MeV, f_Bs=243(14) MeV, f_Bs/f_B=1.27(5). They are in good agreement with those obtained with a novel approach, recently proposed by our Collaboration (ETMC), based on the use of suitable ratios having an exactly known static limit.

研究の動機と目的

• 制御された系列的不確実性を伴うラティスQCDにおいて、fBおよびfBsの崩壊定数を計算すること。
• 重いbクォーク質量のシミュレーションの課題に対処するため、charmクォークと静的クォーク質量領域の間で補間すること。
• 正確に既知の静的極限を用いた比に基づく新しい手法を用いて結果を検証すること。
• 複数の格子間隔およびクォーク質量を用いて、チャーミカルおよび連続極限への制御された外挿を行うこと。
• 離散化、重クォーク質量補間、静的点の決定における系統的不確実性を定量化すること。

提案手法

• 4つの格子間隔を用いたNf=2の最大ねじれウィルソンフェルミオンを用いて、重い-軽いメソンをシミュレートすること。
• HYP2作用法を用いて信号対ノイズ比を向上させ、静的極限における崩壊定数を計算すること。
• 局所演算子とスメアーディング演算子の相関行列の同時フィットにより、行列要素およびエネルギー準位を抽出すること。
• チャーミカルおよび重クォーク質量依存性を考慮したHMChPTにインspiredされた関数形を用いて、物理的軽クォークおよびストレンジクォーク質量への外挿を行うこと。
• O(a²)およびO(a⁴)離散化項を含む多項式フィットを用いて、物理的bクォーク質量および連続極限への補間を行うこと。
• NLOでHQETからQCDにマッチングすることで物理的崩壊定数を得るが、系統的誤差はフィットのばらつきおよび静的点の不確実性から推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 連続極限において、制御された系統的不確実性を伴うBおよびBsメソンの崩壊定数fBおよびfBsの値は何か？
• RQ2 charmクォークと静的クォーク質量領域の間の補間によって、物理的bクォーク質量にどれほど正確に到達できるか？
• RQ3 正確に既知の静的極限を用いた比に基づく新規手法の結果が、標準的な補間技術とどの程度一致するか？
• RQ4 離散化効果および有限体積補正が最終的な崩壊定数値にどのように影響するか？
• RQ5 連続極限および重クォーク質量外挿の関数形を変化させた場合、結果の頑健性はどの程度か？

主な発見

• fBの計算値は191(14) MeVであり、統計的およびフィット誤差は6(12) MeV、連続極限および補間による系統的不確実性は3 MeVである。
• fBsの計算値は243(14) MeVであり、比fBs/fB = 1.27(5)は実験的期待値と整合的である。
• 別法として正確に既知の静的極限を用いた比に基づく手法と非常に良好に一致しており、fB = 194(16) MeVおよびfBs = 235(11) MeVが得られた。
• 異なる離散化項を含む複数のフィットの結果のばらつきが系統的不確実性に含まれており、結果の安定性が確認された。
• フィットに非局所演算子を用いることで、信号対ノイズ比が向上し、励起状態の汚染が低減された。
• 大規模な統計的サンプルが用いられ、結果は以前の会議出版で使用されたデータのサブセットに基づいており、より高い精度が得られた。