[论文解读] 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 5

一句话总结

本格联QCD研究使用Nf=2最大扭曲威尔逊费米子，在四个格点间距下，通过在粲夸克与静态夸克质量区域之间采用新型插值方法，计算了B和Bs介子的衰变常数。结果fB = 191(14) MeV与fBs = 243(14) MeV与基于已知静态极限比值的替代方法高度一致，证实了重夸克物理计算中结果的稳健性与高精度。

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.

研究动机与目标

• 使用受控系统误差的格点QCD方法计算fB与fBs衰变常数。
• 通过在粲夸克与静态夸克质量区域之间插值，解决模拟重底夸克质量的挑战。
• 利用基于精确已知静态极限比值的新型方法验证结果。
• 使用多个格点间距与夸克质量，实现对粒子物理极限与连续极限的受控外推。
• 量化来自离散化、重夸克质量插值以及静态点确定的系统误差。

提出的方法

• 使用Nf=2最大扭曲威尔逊费米子与四个格点间距，模拟重-轻介子。
• 利用HYP2作用量在静态极限下计算衰变常数，以提高信噪比。
• 对局部算符与外线算符的相关矩阵进行联合拟合，以提取矩阵元与能级。
• 采用受HMChPT启发的函数形式，包含手征极限与重夸克质量依赖性，外推至物理轻夸克与奇异夸克质量。
• 通过包含O(a²)与O(a⁴)离散化项的多项式拟合，实现对物理底夸克质量与连续极限的插值。
• 在NLO下从HQET匹配至QCD，以获得物理衰变常数，系统误差通过拟合变化与静态点不确定性的估计获得。

实验结果

研究问题

• RQ1 在受控系统误差下，B与Bs介子衰变常数fB与fBs在连续极限下的值是多少？
• RQ2 通过在粲夸克与静态夸克质量区域之间插值，物理底夸克质量的逼近精度如何？
• RQ3 基于已知静态极限比值的新型方法结果与标准插值技术结果的一致性程度如何？
• RQ4 离散化效应与有限体积修正对最终衰变常数值的影响如何？
• RQ5 当改变连续极限与重夸克质量外推的函数形式时，结果的稳健性如何？

主要发现

• 计算得到的fB为191(14) MeV，其中统计误差与拟合误差为6(12) MeV，来自连续极限与插值的系统误差为3 MeV。
• 计算得到的fBs为243(14) MeV，其比值fBs/fB = 1.27(5)，与实验预期一致。
• 结果与基于精确已知静态极限比值的独立方法高度一致，后者得到fB = 194(16) MeV与fBs = 235(11) MeV。
• 不同离散化项组合下的多个拟合结果差异已纳入系统误差，证实了结果的稳定性。
• 在拟合中使用非局部算符可提高信噪比并减少激发态污染。
• 分析使用了大量统计样本，结果基于先前会议发表中使用的数据子集，精度已得到提升。