[论文解读] Progress in Simulations with Twisted Mass Fermions at the Physical Point

Abdou Abdel-Rehim, Urs Wenger+9 more|arXiv (Cornell University)|May 7, 2016

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 11

一句话总结

本研究采用在物理π介子质量下的扭曲质量费米子结合萨克罗夫项的Nf = 2格点QCD模拟，实现了带连通贡献的带电-中性π介子质量劈裂为20(20) MeV的关键结果。该研究首次报告了使用萨克罗夫扭曲质量行动测量π介子的平均动量分数，并在未施加有限体积或离散化修正的情况下确定了夸克质量比和衰变常数，其误差主要来自格点间距的不确定性。

ABSTRACT

In this contribution, results from Nf = 2 lattice QCD simulations at one lattice spacing using twisted mass fermions with a clover term at the physical pion mass are presented. The mass splitting between charged and neutral pions (including the disconnected contribution) is shown to be around 20(20) MeV. Further, a first measurement using the clover twisted mass action of the average momentum fraction of the pion is given. Finally, an analysis of pseudoscalar meson masses and decay constants is presented involving linear interpolations in strange and charm quark masses. Matching to meson mass ratios allows the calculation of quark mass ratios: ms=ml = 27:63(13), mc=ml = 339:6(2:2) and mc=ms = 12:29(10). From this mass matching the quantities fK = 153:9(7:5) MeV, fD = 219(11) MeV, fDs = 255(12) MeV and MDs = 1894(93) MeV are determined without the application of finite volume or discretization artefact corrections and with errors dominated by a preliminary estimate of the lattice spacing.

研究动机与目标

• 研究在物理π介子质量下，Nf = 2格点QCD中使用扭曲质量费米子的带电与中性π介子质量劈裂。
• 首次利用萨克罗夫扭曲质量作用测量π介子的平均动量分数。
• 通过奇异夸克和粲夸克质量的线性插值，确定夸克质量比和介子衰变常数。
• 在未应用有限体积或离散化修正的情况下，提取物理可观测量如fK、fD、fDs和MDs。
• 提供强子量的初步估计，其误差主要来自格点间距的不确定性。

提出的方法

• 在单一切格间距下，采用Nf = 2格点QCD模拟，结合扭曲质量费米子与萨克罗夫项。
• 利用萨克罗夫扭曲质量作用，通过矩阵元计算评估，计算π介子的平均动量分数。
• 在奇异夸克和粲夸克质量上进行线性插值，提取介子质量和衰变常数。
• 通过与实验介子质量比匹配，确定夸克质量比ms/ml、mc/ml和mc/ms。
• 从匹配后的夸克质量比计算物理可观测量，如fK、fD、fDs和MDs。
• 主要基于初步的格点间距确定估计不确定性，未施加有限体积或离散化修正。

实验结果

研究问题

• RQ1 在物理π介子质量下，Nf = 2扭曲质量格点QCD中，包括非连通贡献的带电-中性π介子质量劈裂大小是多少？
• RQ2 使用萨克罗夫扭曲质量作用的π介子平均动量分数的首次格点QCD测量结果是什么？
• RQ3 在此框架下，通过与介子质量比匹配，获得的夸克质量比ms/ml、mc/ml和mc/ms分别是多少？
• RQ4 在未施加有限体积或离散化修正的情况下，K介子、D介子和Ds介子的衰变常数及质量的最终结果是什么？
• RQ5 这些可观测量的不确定性如何变化，特别是与格点间距估计的关系如何？

主要发现

• 带电-中性π介子质量劈裂测量结果为20(20) MeV，包括非连通贡献。
• 首次报告了使用萨克罗夫扭曲质量作用测量π介子平均动量分数的结果。
• 通过与介子质量比匹配，确定夸克质量比ms/ml为27.63(13)。
• 夸克质量比mc/ml测定为339.6(2.2)，mc/ms为12.29(10)。
• 未施加有限体积或离散化修正，计算得到K介子衰变常数fK = 153.9(7.5) MeV。
• Ds介子质量MDs确定为1894(93) MeV，其误差主要来自格点间距的不确定性。