Understanding on QCD contribution to muon anomalous magnetic dipole moment

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ミュー粒子の異常磁気能率の理論において、強い相互作用が光-光散乱を介して引き起こす量子効果（HLbL）は、現時点での理論値と実験による測定値の間に見られるズレと同程度の大きさと推定される。このHLbLを定量的に決定するためには、強い相互作用の非摂動量子力学（QCD）を格子QCDシミュレーションによって計算する必要がある。当該研究グループはミュー粒子・光子部分としてクォーク部分と同じ格子で得たもので計算・分析してきた。本年度では、HLbLのミュー粒子・光子部分に関して無限体積中の表式を用いたシミュレーションを実施した。Disconnected Feynman図からの寄与を計計する上で、クォーク側の電磁相互作用の位置をサンプルする上で、新たな関数を採用して統計誤差の改善を図った。64x64x64x128の点からなる格子の新たな計算を遂行する資源が調達できなかったため、48x48x48x96までのデータをもとに解析した。得られた結果は、有限体積中のミュー粒子・光子部分による計算結果及び他の一つの研究グループが昨年度に発表した結果と矛盾していない。成果を令和５年度の４月に発表した。電弱-ハドロンの寄与はゲージ不変な縦モードと横モードに分解できる。このうちの縦モードに関して新たな計算方法を考案した。具体的には、擬スカラー演算子を含む相関関数をシミュレーションする上で必要ななミュー粒子・光子・Zボゾン部分として、数値計算可能な表式を得ることに成功した。これまでは、axial-vector currentを含む相関関数をシミュレーションし、レプトン・ループの寄与とanomalyを相殺した上で連続極限を得る、というものであったが、新方法はクォークによる寄与のみで連続極限を取ることを可能とする。