[论文解读] Nucleon transversity generalized form factors with twisted mass fermions

Constantia Alexandrou, Martha Constantinou+3 more|arXiv (Cornell University)|Nov 19, 2013

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用 6

一句话总结

本研究使用最大扭曲质量费米子在 $N_f=2+1+1$ 和 $N_f=2$ 的格点上计算了核子横向极化广义形式因子，包含物理π介子质量。该工作首次实现了局部张量流的非微扰重正化，并对横向极化的第一矩提供了微扰估计，得到在物理点处 $g_T^{u} = 0.87(4)$ 和 $g_T^{d} = 0.25(3)$，与其它费米子方案的结果一致。

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.

研究动机与目标

• 使用具有 $N_f=2+1+1$ 和 $N_f=2$ 动态夸克的扭曲质量费米子计算核子横向极化广义形式因子（GFFs）。
• 在手征极限下评估张量荷 $g_T = A_{T10}(0)$ 和横向极化的第一矩 $\langle x \rangle_{\delta q} = A_{T20}(0)$。
• 与其它格点离散化方案进行比较，评估截断效应和π介子质量依赖性。
• 对局部张量流执行非微扰重正化，并对横向极化第一矩采用微扰重正化。

提出的方法

• 使用 Iwasaki 规范作用和改进项的 $N_f=2+1+1$ 和 $N_f=2$ 扭曲质量费米子，包含物理π介子质量（$m_\pi \sim 126$ MeV）及 $m_\pi = 213$, 373 MeV 的格点。
• 采用固定源方法计算三点多点函数，并通过相关函数之比提取 GFFs。
• 对局部张量流采用非微扰重正化，并通过微扰方法减去 $\mathcal{O}(a^2)$ 项。
• 对横向极化第一矩的重正化采用微扰估计。
• 在 $\mu = 2$ GeV 下进行 $\overline{\text{MS}}$ 方案匹配。
• 分析 $A_{T10}(Q^2)$ 和 $A_{T20}(Q^2)$ 的 $Q^2$-依赖性，通过前向极限提取 $g_T$ 和 $\langle x \rangle_{\delta q}$。

实验结果

研究问题

• RQ1 在使用扭曲质量费米子时，核子横向极化 GFFs $A_{T10}(Q^2)$ 和 $A_{T20}(Q^2)$ 在不同π介子质量和格点间距下的行为如何？
• RQ2 在物理π介子质量下，同位旋二重态张量荷 $g_T^{u-d}$ 的值是多少？与其它费米子作用的结果相比如何？
• RQ3 横向极化第一矩 $\langle x \rangle_{\delta q}$ 是否表现出显著的π介子质量依赖性？与较重π介子质量下的结果相比如何？
• RQ4 截断效应如何影响扭曲质量费米子模拟中的张量荷和 GFFs？
• RQ5 对横向极化第一矩的微扰重正化在最终结果中影响有多大？是否需要非微扰重正化？

主要发现

• 在物理点处，核子同位旋二重态张量荷 $g_T^{u-d}$ 为 $0.87(4)$，与全息和域墙费米子的结果一致。
• 同位旋单态张量荷 $g_T^{u+d}$ 在 $m_\pi \sim 213$ MeV 时为 $0.62(2)$，在 $m_\pi \sim 373$ MeV 时为 $0.66(1)$，表明截断效应不显著。
• 横向极化第一矩 $\langle x \rangle_{\delta q}$ 显示出明显的π介子质量依赖性，$m_\pi = 213$ MeV 与 $m_\pi = 373$ MeV 下的值存在差异。
• $A_{T10}(Q^2)$ 的 $Q^2$-依赖性与 $N_f=2$ 全息费米子在较高π介子质量下的结果高度一致，表明不同费米子方案下结果具有鲁棒性。
• $A_{T20}(Q^2)$ 形式因子表现出非平凡的 $Q^2$-依赖性，且在不同π介子质量下并非恒定，表明其对手征动力学敏感。
• 成功应用了局部张量流的非微扰重正化，$\overline{\text{MS}}$ 重正化常数在 $\beta=1.95$ 时为 $0.625(2)$，在 $\beta=2.10$ 时为 $0.664(1)$（$N_f=2+1+1$）。