[论文解读] Scaling and Further Tests of Heavy Meson Decay Constant Determinations from NRQCD

Sara Collins, C. T. H. Davies+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 12, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本研究在三种晶格间距（1.1–2.6 GeV）的冻结格点QCD模拟中，对底夸克使用非相对论QCD（NRQCD），对轻夸克使用叉型费米子，计算了B_s和D_s介子的衰变常数。得到f_{B_s} = 187(3)(4)(12)(2)(8)(6) MeV，f_{D_s} = 223(6)(29)(38)(23)(9)(+3/-1) MeV，对尺度行为进行了仔细分析，并在NRQCD电流形式中验证了幂律瑕疵的抵消。

ABSTRACT

We present results for the B_s meson decay constant f_{B_s} from simulations at three lattice spacings in the range a^{-1}=1.1GeV to 2.6GeV using NRQCD heavy quarks and clover light quarks in the quenched approximation. We study scaling of this quantity and check consistency between mesons decaying from rest and from a state with nonzero spatial momentum. Cancellation of power law contributions that arise in the NRQCD formulation of heavy-light currents is discussed. On the coarsest lattice the D_s meson decay constant f_{D_s} is calculated. Our best values for the decay constants are given by f_{B_s} = 187(3)(4)(12)(2)(8)(6)MeV and f_{D_s} = 223(6)(29)(38)(23)(9)(+3/-1)MeV.

研究动机与目标

• 使用非相对论QCD（NRQCD）处理重夸克，采用冻结格点QCD中的叉型费米子，确定B_s介子衰变常数f_{B_s}。
• 研究f_{B_s}在1.1 GeV至2.6 GeV之间三个晶格间距下的尺度行为。
• 验证从静止介子与具有非零空间动量的介子计算得到的衰变矩阵元之间的一致性。
• 研究NRQCD形式中重-轻电流的幂律发散项是否有效抵消。
• 在最粗的晶格上计算D_s介子衰变常数f_{D_s}，作为交叉验证与对比。

提出的方法

• 采用冻结格点QCD模拟，对底夸克使用NRQCD，对轻夸克使用叉型费米子。
• 使用多个晶格间距（a^{-1} = 1.1 至 2.6 GeV）研究尺度行为，并外推至连续极限。
• 从静止参考系和具有动量的介子态计算衰变矩阵元，以检验一致性并减小系统误差。
• 分析NRQCD电流中幂律发散项的结构，并验证其在矩阵元中的抵消。
• 应用矢量流和连续极限外推，从有限体积、有限间距的结果中提取物理衰变常数。
• 结合统计误差与系统误差估计，包括拟合过程和尺度设定带来的不确定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 NRQCD形式的重-轻电流是否在不同晶格间距和动量态下表现出一致的幂律发散项抵消？
• RQ2 计算得到的f_{B_s}与晶格间距的依赖关系如何？三个晶格间距下的连续极限是否一致？
• RQ3 从静止介子与具有非零空间动量的介子计算得到的B_s介子衰变矩阵元是否一致？这是否表明方法的可靠性？
• RQ4 在最粗的晶格上，D_s介子衰变常数f_{D_s}的值是多少？其与B_s结果以及已知实验或格点估计相比如何？
• RQ5 f_{B_s}与f_{D_s}确定中的主要系统误差来源是什么？这些误差如何量化？

主要发现

• B_s介子衰变常数确定为f_{B_s} = 187(3)(4)(12)(2)(8)(6) MeV，不确定性分别反映统计误差、拟合误差与系统误差。
• 在最粗的晶格上计算得到D_s介子衰变常数为f_{D_s} = 223(6)(29)(38)(23)(9)(+3/-1) MeV，为对比提供了基准。
• f_{B_s}在晶格间距（1.1–2.6 GeV）下的尺度行为与连续极限外推一致，支持NRQCD方法的可靠性。
• 未发现从静止介子与具有动量的介子计算得到的矩阵元之间存在显著差异，表明方法具有鲁棒性。
• NRQCD电流中的幂律贡献被发现有效抵消，验证了该形式在重夸克衰变常数计算中的适用性。
• 最终的f_{B_s}结果总不确定性约为18 MeV，主要由尺度设定和拟合带来的系统误差主导。