[论文解读] Heavy quark masses in the continuum limit of Lattice QCD

Giulia Maria de Divitiis, Marco Guagnelli+3 more|arXiv (Cornell University)|May 19, 2003

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 8

一句话总结

本文通过保持格点截断高于夸克质量的步长标度方法，在冻结格点QCD的连续极限下计算了粲夸克和底夸克的质量。确定了重正化群不变（RGI）质量为 mRGI_b = 6.57(15) GeV 和 mRGI_c = 1.663(36) GeV，进而换算为 mMS_b(mb) = 4.24(10) GeV 和 mMS_c(mc) = 1.308(28) GeV，并利用这些结果计算了 Bc 介子的质量。

ABSTRACT

Abstract: We compute charm and bottom quark masses in the quenched approximation and in the continuum limit of lattice QCD. We make use of a step scaling method, previously introduced to deal with two scale problems, that allows to keep the lattice cutoff always greater than the quark mass. We determine the RGI quark masses and make the connection to the MS scheme. The continuum extrapolation gives us a value m RGI b = 6.57(15) GeV for the b–quark and mRGI c = 1.663(36) GeV for the c–quark, corresponding respectively to mMS b (mb) = 4.24(10) GeV and mMS c (mc) = 1.308(28) GeV. The latter result is for us a check of the method. Using our results on the heavy quark masses we compute the mass of the Bc meson, MBc

研究动机与目标

• 在冻结近似下，通过格点QCD的连续极限计算重夸克质量（粲夸克和底夸克）。
• 应用步长标度方法以处理夸克质量与格点截断之间的双标度问题。
• 确定重正化群不变（RGI）夸克质量，并将其与MS方案质量关联起来。
• 进行可靠的连续极限外推，以提高重夸克质量测定的精度。
• 利用计算得到的夸克质量预测 Bc 介子的质量。

提出的方法

• 采用步长标度方法，在保持格点截断高于夸克质量的同时，系统地演化重正化标度。
• 采用冻结近似以简化QCD路径积分并降低计算成本。
• 在多个格点间距下进行格点模拟，以实现连续极限外推。
• 利用微扰匹配关系将RGI夸克质量转换为MS方案。
• 利用所得的夸克质量，通过非微扰或有效场论方法计算Bc介子的质量。
• 控制有限尺寸效应和截断效应，以确保向连续极限可靠外推。

实验结果

研究问题

• RQ1 在格点QCD的连续极限下，粲夸克和底夸克的质量值是多少？
• RQ2 步长标度方法在重夸克质量计算中多大程度上能有效解决双标度问题？
• RQ3 在格点QCD背景下，RGI夸克质量与MS方案质量之间存在何种关系？
• RQ4 计算得到的夸克质量与现有现象学估计相比如何？
• RQ5 能否利用计算得到的夸克质量以高精度预测Bc介子的质量？

主要发现

• 经过连续极限外推后，RGI底夸克质量确定为 mRGI_b = 6.57(15) GeV。
• RGI粲夸克质量测定为 mRGI_c = 1.663(36) GeV，与方法的可靠性一致。
• MS方案底夸克质量计算为 mMS_b(mb) = 4.24(10) GeV，精度约为2.4%。
• MS方案粲夸克质量确定为 mMS_c(mc) = 1.308(28) GeV，作为方法有效性的验证。
• 利用计算得到的夸克质量预测了Bc介子的质量，为该框架提供了非平凡的检验。
• 步长标度方法在整个计算过程中成功保持格点截断高于夸克质量，避免了非物理区域。