格子QCDを用いたB中間子の電弱遷移行列の精密計算

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12640279
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 大野木 哲也 京都大学, 基礎物理学研究所, 助教授 (70211802)
• 研究分担者: 橋本 省二 高エネルギー加連器研究機構, 計算科学センター, 助手 (90280510)
• キーワード: 格子QCD / B中間子 / 小林益川行列

研究概要

本研究で得られた主な成果を要約する。
1.B中間子の崩壊定数を非相対論的有効作用を用いてseaクォーク効果を無視する近似(クェンチ近似)で求め以下の結果を得た。f_<B_d>=170±5±15MeV,f_<B_g>/f_<B_d>=1.12±2±1^<+3>_<-0>またバグパラメータに必要な4体相互作用の繰り込み因子を1ループ摂動近似で評価し、上と同様の方法でそれを用いてバグパラメータB_B, B_Sをクェンチ近似で計算した。結果として以下のものを得た。B_B(m_b)=0.85±0.03±0.11,B_<B_g>/B_<B_d>=1.01±0.01±0.03B_S(m_b)/R^2(m_b)=1.24±0.03士0.16,今後の実験との比較からCKM行列要素|V_<td>,|V_<ts>|の決定が期待できる。
2.B中間子のセミレプトニック崩壊(B→πlv)の形状因子を非相対論的有効作用を用いてクェンチ近似で計算し、以下の結果を得た。∫^<q^2_<max>>_<q^2=GeV^2>(dГ)/(dq^2)=|V_<ub>|^2[1.18±0.37±0.08±0.31]psec^<-1>今後の実験との比較からCKM行列要素|V_<ub>|の決定が期待できる。
3.陽子崩壊に必要なバリオン数を破る演算子のハドロン遷移行列を格子QCDを用いてクェンチ近似で計算した。結果として、遷移行列は従来クォーク模型を用いて計算していた結果の最小値よりも4〜5倍大きな値を得た。これにより従来の超対称大統一模型に対する陽子崩壊からの制限を格段に厳しくし、minimal SUSY SU(5) GUTを完全に否定した。
4.B中間子の遷移行列の更なる精度の向上のため、非等方格子を用いた重いクォークの相対論的定式化の可能性を探った。非等方格子を用いると確かに繰り込み係数の質量依存は小さくなり、相対論定式化ができる可能性があること、また実際の数値計算でも、質量スペクトルや遷移行列を数%程度の誤差で計算が可能であるという初期的結果を得た。

研究成果

• [文献書誌] K.I.Ishikawa: "B meson leptonic decay constant with quenched lattice NRQCD"Physical Review D. 61. 074501 (2000)
• [文献書誌] M.Harada: "Penguins in Delta(I)=1/2 rule and epsilon'/epsilon with sigma models"Physical Review D. 62. 014002 (2000)
• [文献書誌] S.Aoki: "Nucleon decay matrix elements from lattice QCD"Physical Review D. 62. 014506 (2000)
• [文献書誌] S.Aoki: "Pion decay constant for the Kogut-Susskind quark action in quenched lattice QCD"Physical Review D. 62. 094501 (2000)
• [文献書誌] S.Hashimoto: "Width difference in the B/s anti-B /s system with lattice NRQCD"Physical Review D. 62. 034504 (2000)
• [文献書誌] S.Aoki: "Perturbative renormalization factors of baryon number violating operators for improved quark and gauge actions in lattice QCD"International Journal of Modern Physics A. 15. 3521 (2000)
• [文献書誌] S.Hashimoto: "Renormalization of the Delta(B)=2 four-quark operators in lat tice NRQCD"Physical Review D. 62. 114502 (2000)
• [文献書誌] T.Endoh: "CP violation in seesaw model"Physical Review D. 64. 013006 (2001)
• [文献書誌] J.Harada: "O(a)-improved quark action on anisotropic lattices and perturba tive renormalization of heavy-light currents"Physical Review D. 64. 074501 (2001)
• [文献書誌] S.Aoki: "Differential decay rate of B → pi 1 nu semileptonic decay with lattice NRQCD"Physical Review D. 64. 114505 (2001)
• [文献書誌] H.Matsufuru: "Numerical study of O(a) improved Wilson quark action on anisotropic lattice"Physical Review D. 64. 114503 (2001)