[論文レビュー] Rare B decays with moving NRQCD and improved staggered quarks

Stefan Meinel, Eike H. Müller+4 more|ArXiv.org|Oct 6, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 3被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、b クォークに移動型NRQCDを、軽いクォークに改良されたステアッガードクォークを用いた最初の格子QCD計算を提示する。これにより、高運動量の再衝撃状態と物理的bクォーク質量へのアクセスが可能になった。初期の結果では、統計誤差が大きいものの、行列要素の抽出が可能であることが示され、ブーストフレームと拡張されたフィッティング戦略を用いて低q²における形因子が計算された。

ABSTRACT

We calculate form factors relevant for rare B decays using moving-NRQCD for the b quark and the AsqTad action for the light quarks. Moving NRQCD allows us to work directly with the physical b quark mass and go to higher recoil momentum compared to standard NRQCD. Here, we show first results for the matrix elements and the operator matching coefficients. Some difficulties and possible ways of improvement are discussed.

研究の動機と目的

• 高精度で、半レプトン的および放射的モードを含む、レアB崩壊のハドロン形因子を計算すること。
• bクォークに移動型NRQCDを用いることで、格子QCD計算の運動量領域を高再衝撃状態に拡張すること。
• 標準NRQCDではなく移動型NRQCD作用を用いることで、低q²における離散化誤差を低減すること。
• 延長されたフィッティング範囲、ランダムウォール源、およびスメアされたインターオンバリング場を用いて、統計的精度を向上させること。
• 今後の研究で、格子間隔および軽いクォーク質量に依存する形因子の依存性を検討すること。

提案手法

• 物理的bクォーク質量を直接シミュレートし、高再衝撃状態にアクセスできるように、bクォークに移動型NRQCDを用いる。
• 軽いクォークにAsqTad改良ステアッガード作用を用い、味対称性の破れを扱うために4成分のナイーブ場に変換する。
• Bおよび最終状態のメソン（P, V）のインターオンバリング場と、格子上のカレントを含む3点関数を用いて、行列要素を計算する。
• ブースト速度vを用いて運動量をシフトし、物理的運動量は格子運動量とZpγmbvの関係で関連づける。ここでZp ≈ 1である。
• ナイーブクォークの味構造を考慮した、振動する指数関数的パラメータ化を用いて3点関数および2点関数のフィッティングを行う。
• 励起状態の汚染を抑制し、信号対雑音比を向上させるために、ランダムウォール源およびスメアされたインターオンバリング場を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 移動型NRQCDは、高再衝撃運動量におけるレアB崩壊の形因子の正確な格子QCD計算を可能にするか？
• RQ2 行列要素推定の統計誤差は、再衝撃と運動量移動が増加するにつれてどのようにスケーリングするか？
• RQ3 ブーストフレームと拡張されたフィッティング範囲を用いることで、形因子抽出の安定性と精度にどのような影響を与えるか？
• RQ4 1ループ格子摂動理論を用いた静的極限において、ベクトル、軸性、テンソルカレントのオペレータマッチング係数はどのように振る舞うか？
• RQ5 移動型NRQCDを用いたレアB崩壊の文脈で、ランダムウォール源とスメアリングによりどのような改善が達成できるか？

主な発見

• 物理的bクォーク質量および低q²において、移動型NRQCDを用いた、ベクトルカレント（⟨K|s̄γ₀b|B⟩）およびテンソルカレント（⟨K*|s̄σ₁₃b|B⟩）の行列要素の最初の成功した抽出が達成された。
• f₊, f₀, fₜ, T₁, および T₂ の形因子が低q²で計算され、ブーストフレーム（v = 0.2–0.4）を用いてq² ≈ 10 GeV²の点が1方向の運動量で得られた。
• 再衝撃運動量が増加するにつれて統計誤差が増大するが、特にテンソルカレントにおいて顕著であり、収束に根本的な障害は観察されなかった。
• 低運動量（k(p)=0, k(q)=0）および中程度のブースト（v=0.4）では3点関数のフィッティングが安定していたが、高再衝撃状態におけるベクトルメソンのテンソルカレントでは、妥当なフィッティングは得られなかった。
• 移動型NRQCDの使用により、最終状態メソンの運動量をp′ = 0 または 2π/L(−1,0,0)まで低減でき、従来の標準NRQCDに比べてより低いq²に到達可能となった。
• 予備的な結果から、フィッティング範囲を延長し、より多くの指数関数を含めることで、信号対雑音比が向上し、誤差が低減できる可能性があると示唆された。