[論文レビュー] Meson decay constants from Nf=2 clover fermions

M. Göckeler, R. Horsley+6 more|arXiv (Cornell University)|Sep 30, 2005

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 10被引用数 6

ひとこと要約

このラティスQCD研究では、Nf=2 O(a)-改善されたウィルソンフェルミオンと非摂動的混合化を用いて、メソンの崩壊定数を計算している。ベクトルメソンのテンソルカレントへの結合定数 f_V^⊥ について、初めての動的なフェルミオンを用いた計算を行い、2 GeVにおけるMS̄スキームで f_V^⊥ = 168(3) MeV の結果を得た。これは、以前のクエンチド計算や和則推定よりも大きい値である。

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.

研究の動機と目的

• Nf=2 動的クローバーフェルミオンを用いて、第一原理からメソンの崩壊定数 f_PS、f_V、f_V^⊥ を計算すること。
• 非摂動的混合化と改善された作用を用いることで、系統的誤差を低減すること。
• 連続極限およびヘリカル極限におけるクォーク質量依存性、有限体積効果、離散化誤差を調査すること。
• 動的フェルミオンを用いた、テンソルカレントへの結合定数 f_V^⊥ のラティスQCDによる初めての決定を行うこと。
• CKM行列要素 |V_ub| に関連する精度の高いハドロン行列要素に対するラティスQCDの信頼性を検証すること。

提案手法

• 複数の β 値（5.20–5.40）で、Nf=2 O(a)-改善されたウィルソンフェルミオンとウィルソンゲージ作用を用いたシミュレーションを行い、格子間隔は 0.07–0.11 fm に対応する。
• RI′-MOMスキームを用いて、混合化定数 Z_A と Z_V を非摂動的に決定し、4次ループの β 関数と3次ループの異常次元を用いて、μ=2 GeV における MS̄ スキームへの変換を実施する。
• 物理的スケールをソーマー定数 r0 を用いて設定し、r0 = 0.467 fm は、r0m_N の格子結果から得られた。
• 相関関数における基底状態の重ね合わせを向上させるために、ジャコビスミアリングを適用する。
• chiral極限および連続極限への外挿のために、アンザッツ r0f_x = r0F_x(a)[1 + α0(m_PS,sea r0)^2 + α1(m_PS,val r0)^2 + ...] を用いたフィッティング。
• g²(μ) と c_A についてはブーストド摂動論を用い、非摂動的結果と比較することで系統的誤差を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヘリカル極限における準スカラー崩壊定数 f_PS の値は何か？ それは実験値とどのように比較されるか？
• RQ2 有限体積効果は、ベクトルおよびテンソル崩壊定数 f_V と f_V^⊥ にどのような影響を与えるか？
• RQ3 動的フェルミオンを用いたテンソルカレントへの結合定数 f_V^⊥ のラティスQCDによる初めての決定は何か？
• RQ4 離散化誤差およびクォーク質量依存性は崩壊定数にどのように影響を与え、非摂動的混合化の影響は何か？
• RQ5 f_V^⊥ の結果は、以前のクエンチド計算や和則推定とどの程度異なっているか？

主な発見

• ヘリカル極限における準スカラー崩壊定数は f_PS = 131(7) MeV であり、実験値 f_π^exp = 130.7 MeV と整合的である。
• カイソン質量への外挿では f_K ≈ 155 MeV が得られ、実験値 f_K^exp = 159.8 MeV と良好に一致している。
• 逆ベクトル崩壊定数は 1/f_ρ = 0.333(12) であり、τ → ρν 衰変からの実験的推定値 0.27 よりわずかに大きい。
• テンソルカレント結合定数 f_V^⊥ は、RGIスキームでは 183(4) MeV、MS̄スキーム（2 GeV）では 168(3) MeV と計算され、以前の推定値 140–150 MeV より顕著に高い値である。
• L を 1.3 fm から 2.0 fm に増加させたとき、f_PS における有限体積効果は 2–6% にのぼり、チャイral 偏微分方程式理論の予測を上回る。
• f_PS および f_V^⊥ における離散化効果は統計誤差に比べて小さく、連続極限において定数関数のフィッティングが可能である。