[논문 리뷰] Nucleon transversity generalized form factors with twisted mass fermions

Constantia Alexandrou, Martha Constantinou외 3명|arXiv (Cornell University)|2013. 11. 19.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 2인용 수 6

한 줄 요약

이 격자 QCD 연구는 물리적 파이온 질량을 포함한 $N_f=2+1+1$ 및 $N_f=2$ 엔세임을 사용하여 최대한 비틀린 질량 페르미온을 활용해 중성자 전이성 일반화된 형상인자(GFFs)를 계산한다. 국소 텐서 전류의 최초 비파erturbative 재규격화와 전이성의 첫 번째 순간에 대한 도파르 추정치를 제시하며, 물리적 점에서 $g_T^{u} = 0.87(4)$ 및 $g_T^{d} = 0.25(3)$를 도출하여 다른 페르미온 체계와 일관성을 보인다.

ABSTRACT

We present results on the nucleon tensor form factors and first moment of the transversity distribution using maximally twisted mass fermions. We analyze two Nf=2+1+1 ensembles having pion masses of 213 MeV and 373 MeV with lattice spacing a=0.064 fm and a=0.082 fm, respectively. First results using an Nf=2 ensemble of twisted mass fermions with a clover term at a physical pion mass and lattice spacing a=0.094 fm are also presented. The renormalization function for the local tensor form factors is evaluated non-perturbatively with a perturbative subtraction of O(a^2)-terms, while for the first moment of the transversity we use a perturbative estimate. Results are given in the MS-bar scheme at a scale of mu=2 GeV, and are compared with recent results obtained using different discretization schemes.

연구 동기 및 목표

• 최대한 비틀린 질량 페르미온을 사용하여 $N_f=2+1+1$ 및 $N_f=2$ 동적 쿼크를 포함한 중성자 전이성 일반화된 형상인자(GFFs)를 계산한다.
• 치르랄 극한에서 텐서 전하 $g_T = A_{T10}(0)$ 와 전이성의 첫 번째 순간 $\langle x \rangle_{\delta q} = A_{T20}(0)$ 를 평가한다.
• 다른 격자 이산화 체계와의 비교를 통해 截단 및 파이온 질량 의존성의 영향을 평가한다.
• 국소 텐서 전류의 비파erturbative 재규격화와 전이성의 첫 번째 순간에 대한 도파르 재규격화를 수행한다.

제안 방법

• $N_f=2+1+1$ 및 $N_f=2$ 비틀린 질량 페르미온을 사용하며, Iwasaki 양자장 액션과 클로버 항목을 포함하고, 물리적 파이온 질량($m_\pi \sim 126$ MeV)과 $m_\pi = 213$, 373 MeV 엔세임을 포함한다.
• 세점 함수를 계산하고 관련 함수 비율에서 GFFs를 추출하기 위해 고정된 수거 방법(fixed-sink method)을 사용한다.
• 비파erturbative 재규격화를 통해 국소 텐서 전류에 대해 적용하고, $\mathcal{O}(a^2)$ 항목의 도파르 보정을 수행한다.
• 전이성의 첫 번째 순간에 대한 재규격화에 도파르 추정치를 사용한다.
• $\overline{\text{MS}}$ 체계에서 $\mu = 2$ GeV에서 매칭을 수행한다.
• $A_{T10}(Q^2)$ 와 $A_{T20}(Q^2)$ 의 $Q^2$-의존성 분석을 수행하며, 정방향 극한에서 $g_T$ 와 $\langle x \rangle_{\delta q}$ 를 추출한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비틀린 질량 페르미온을 사용하여 다양한 파이온 질량과 격자 간격에서 중성자 전이성 GFFs $A_{T10}(Q^2)$ 와 $A_{T20}(Q^2)$ 는 어떻게 행동하는가?
• RQ2 물리적 파이온 질량에서 이소버터 텐서 전하 $g_T^{u-d}$ 의 값은 얼마이며, 다른 페르미온 작용과 비교해 볼 때 어떻게 되는가?
• RQ3 전이성의 첫 번째 순간 $\langle x \rangle_{\delta q}$ 에서 파이온 질량 의존성이 뚜렷한가? 더 무거운 파이온 질량 결과와 비교해 보면 어떻게 되는가?
• RQ4 격자 절단 효과는 비틀린 질량 페르미온 시뮬레이션에서 텐서 전하와 GFFs에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 전이성의 첫 번째 순간에 대한 도파르 재규격화가 최종 결과에 어떤 영향을 미치며, 비파erturbative 재규격화의 필요성은 어느 정도인가?

주요 결과

• 물리적 점에서 중성자 이소버터 텐서 전하 $g_T^{u-d}$ 는 $0.87(4)$ 로 측정되었으며, 클로버 및 도메인 월드 페르미온 결과와 일관성을 보였다.
• 이소스칼라 텐서 전하 $g_T^{u+d}$ 는 $m_\pi \sim 213$ MeV 에서 $0.62(2)$, $m_\pi \sim 373$ MeV 에서 $0.66(1)$ 로 계산되었으며, 절단 의존성이 뚜렷하지 않았다.
• 전이성의 첫 번째 순간 $\langle x \rangle_{\delta q}$ 는 명확한 파이온 질량 의존성을 보였으며, $m_\pi = 213$ MeV 와 $m_\pi = 373$ MeV 간의 값이 다름을 보였다.
• $A_{T10}(Q^2)$ 의 $Q^2$-의존성은 높은 파이온 질량에서 $N_f=2$ 클로버 페르미온 결과와 양호한 일치를 보이며, 다양한 페르미온 체계에서의 안정성을 시사한다.
• $A_{T20}(Q^2)$ 형상인자는 비정상적인 $Q^2$-의존성을 보이며, 다양한 파이온 질량에서 일정하지 않아, 치르랄 역학에 민감함을 시사한다.
• 국소 텐서 전류의 비파erturbative 재규격화가 성공적으로 적용되었으며, $\beta=1.95$ 에서 $Z_T^{\overline{\text{MS}}}(2\,\text{GeV}) = 0.625(2)$, $\beta=2.10$ 에서 $0.664(1)$ 로 $N_f=2+1+1$ 에서 측정되었다.