Direct lattice QCD simulation of bottom quarks for search for new physics

底夸克直接晶格 QCD 模拟寻找新物理

• 批准号: 21H01085
• 负责人: 金児 隆志
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01085/
• 关键词: 量子色力学; シミュレーション; フレーバー物理; 新しい物理; 数値シミュレーション; 格子QCD

現在の素粒子標準理論を超える「新物理」を探索し、それを内包する新しい基礎理論を構築することは素粒子物理学の最重要課題の一つである。B中間子の多彩なセミレプトニック崩壊は、新物理の有望なプローブと期待されている。しかし、その一方で、終状態を指定するエクスクルーシブ崩壊と指定しないインクルーシブ崩壊から決定した小林・益川行列要素|Vub|、|Vcb|が有意にずれており、理論の不定性が十分に理解されていないことを示唆している。そこで、本研究では、理論計算の最大の不定性の源であり、量子色力（QCD）の非摂動効果を記述するハドロン行列要素を格子QCDの数値シミュレーションによって高精度で計算することを目指している。当該年度は、小林・益川行列要素|Vcb|の決定を与えるB→D*lν崩壊に注目し、ハドロン行列要素を記述する形状因子を計算した。現在の計算機性能では、離散化誤差を十分小さく抑えつつ現実世界のボトムクォーク質量でシミュレーションを行うことは難しいが、カイラル対称性を保つ理想的な定式化を用いることによって系統誤差を削減し、高性能な富岳コンピュータを用いて高統計精度を達成することにより、形状因子を現在の実験精度に見合う数%以下の精度で決定した。実験データとの比較によって決定した|Vcb|は従来の値と一致しており、また、並行して進んでいるインクルーシブ崩壊のシミュレーションはエクスクルーシブ崩壊の結果とよく整合している。このため|Vcb|のずれは、ハドロン行列要素の不定性よりも、実験データとの比較による|Vcb|の決定方法の系統誤差が原因である可能性が高く、勉強会などの開催して現象論や実験研究者との情報交換を進めている。また、より多くのB中間子崩壊で新物理探索を行うため、B中間子混合の研究を国際協力により開始した。

The standard model of elementary particles is one of the most important topics in elementary particle physics. B. The color of the intermediate particles is expected to change. The final state of a party is specified, and the final state of a party is specified. The final state of a party is specified.| Vub|、| Vcb| The theory is very uncertain, and it is very difficult to understand it. In this study, the source of maximum uncertainty in theoretical calculation, the description of non-linear dynamic effect of quantum chromatic force (QCD), the description of matrix elements, the numerical value of lattice QCD, and the calculation of high accuracy are pointed out. When this year, Kobayashi and Ishikawa ranks elements| Vcb| The shape factor is calculated by determining whether or not the column elements are present. Computer performance is now very small, discretization errors are suppressed, and the world's most popular computer quality is maintained. Ideal formalization is used to reduce systematic errors, and high performance is used to achieve high statistical accuracy. The precision of the shape factor is determined by the accuracy of the combination of several % or less. The comparison between the two groups determines whether the two groups are equal.| Vcb| The results of the study are consistent, parallel, and integrated.このため|Vcb| The uncertainty of the elements of the row and column is the difference between the uncertainty of the elements of the row and the comparison of the elements of the row and column.| Vcb| The possibility of systematic error in the determination method is high, and the possibility of open phenomenon is high. The information exchange between researchers is also high. New physics exploration begins with international cooperation in the study of B-type hybrids.

项目成果

Semileptonic form factors from JLQCD

JLQCD 的半轻子形状因子

• 发表时间: 2021
• 作者: Sago Norichika;Isoyama Soichiro;Nakano Hiroyuki;S. Hayami;Takashi Kaneko
• 通讯作者: Takashi Kaneko

FLAG Review 2021

• DOI: 10.1140/epjc/s10052-022-10536-1
• 发表时间: 2021-11
• 期刊: The European Physical Journal C
• 作者: Y. Aoki;T. Blum;G. Colangelo;S. Collins;M. Morte;P. Dimopoulos;S. Dürr;X. Feng;H. Fukaya

欧州原子核研究機構(スイス)

欧洲核研究组织（瑞士）

新物理探索に向けた 格子QCDシミュレーションの 精密化と最近の進展

探索新物理的晶格 QCD 模拟的改进和最新进展

• 发表时间: 2021
• 作者: Minato Futoshi;Marketin Tomislav;Paar Nils;金児隆志
• 通讯作者: 金児隆志

B→D(*) l nu semileptonic decay form factors in LQCD

B→D(*) l nu LQCD 中的半轻衰变形式因子

• 发表时间: 2021
• 作者: Hiroshi Hashizume;Hidemi Kitano; Hiroko Mizuno;Akiko Abe;Kaoru Sanda;Shih-Nan Hsiao;Genki Yuasa; Satoe Tohno;Hiromasa Tanaka;Kenji Ishikawa;Shogo Matsumoto;Hitoshi Sakakibara;Yuji Hirosue ;Masayoshi Maeshima;Masaaki Mizuno;and Masaru Hori.;内田儀一郎;Takashi Kaneko
• 通讯作者: Takashi Kaneko