Advanced

Fitting the three loop pion mass and decay constant to lattice data

Wernersson, Alexandra LU (2019) FYTK02 20191
Computational Biology and Biological Physics
Theoretical Particle Physics
Department of Astronomy and Theoretical Physics
Abstract
We perform a fit to three loop order (NNNLO) in Chiral perturbation theory of the pion mass and decay constant. In particular we investigate if the NNNLO fit is an improvement of the fit to two loop order (NNLO) to lattice QCD data, which was done in a lattice gauge group collaboration.

We take several steps to improve our fits, one of them being the inclusion of finite volume corrections. They turn out to significantly improve our fits both with one- and two-loop corrections. We find that the NNNLO terms do not provide a significantly better fit to lattice data than the NNLO ones.
Popular Abstract (Swedish)
Kvantkromodynamik har blivit accepterad som den mest välfungerande teorin för den starka växelverkan. Vid höga energier kan kvarkarna i viss mån ses som fria partiklar och den starka kopplingskonstanten,αs, blir så pass liten att kvantkromodynamiken kan analyseras med en expansion i αs, en procedur känd som störningsteori. Denna metod fungerar inte längre vid låga energier då αs kan närma sig ett och den starka växelverkan kan inte längre behandlas som en störning. Andra metoder måste användas om en vill bestämma hadroners massor och andra förutsägelser från kvantkromodynamiken.

Kiral störningsräkning och gitter kvantkromodynamik är två metoder som ofta används tillsammans vid låga energi analyser av kvantkromodynamik. Kiral... (More)
Kvantkromodynamik har blivit accepterad som den mest välfungerande teorin för den starka växelverkan. Vid höga energier kan kvarkarna i viss mån ses som fria partiklar och den starka kopplingskonstanten,αs, blir så pass liten att kvantkromodynamiken kan analyseras med en expansion i αs, en procedur känd som störningsteori. Denna metod fungerar inte längre vid låga energier då αs kan närma sig ett och den starka växelverkan kan inte längre behandlas som en störning. Andra metoder måste användas om en vill bestämma hadroners massor och andra förutsägelser från kvantkromodynamiken.

Kiral störningsräkning och gitter kvantkromodynamik är två metoder som ofta används tillsammans vid låga energi analyser av kvantkromodynamik. Kiral störningsräkning är en effektiv fältteori, vilket innebär att bara de frihetsgrader som är relevanta vid låga energier behandlas medan de som syns vid högre energier, som till exempel de tre tyngsta kvarkarna, försummas. Gitter kvantkromodynamik är, som namnet avslöjar, kvantkromodynamik på ett gitter istället för i kontinuum. Gittret simuleras på en dator och bland annat hadroners massor kan erhållas. För att spara tid och pengar brukar kvarkarna som simuleras på gittret ha högre massor än vad som hittas i verkligheten. Kiral störningsräkning fungerar då som en bro mellan gittret och kontinuum och de verkliga fysikaliska värdena kan erhållas. Detta fungerar så länge som massorna i gittret sätts till de låga massområdena där kiral störningsräkning är tillämplig. Ett högre massområde kan utnyttjas om en högre ordning av expansionen i kiral störningsräkning läggs till. Hitills har det visat sig att tredje ordningen ger en tydlig förbättring av resultaten vid kiral störningsräkning. Nyligen har fjärde ordningen konstruerats i Lund och frågan är om fjärde ordningen ger ett stort bidrag till resultaten från kiralstörningsräkning eller om de helt kan försummas. Vi undersöker fjärde ordningens bidrag med hjälp av resultat från gitter beräkningar och även olika sätt att förbättra resultaten från gittret och kiral störningsräkning. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Wernersson, Alexandra LU
supervisor
organization
course
FYTK02 20191
year
type
M2 - Bachelor Degree
subject
keywords
Chiral Perturbation Theory, Lattice QCD, pion mass, decay constant, three loop fit.
report number
LU TP 19-24
language
English
id
8986120
date added to LUP
2019-06-25 11:33:26
date last changed
2019-06-27 08:45:40
@misc{8986120,
  abstract     = {We perform a fit to three loop order (NNNLO) in Chiral perturbation theory of the pion mass and decay constant. In particular we investigate if the NNNLO fit is an improvement of the fit to two loop order (NNLO) to lattice QCD data, which was done in a lattice gauge group collaboration.

We take several steps to improve our fits, one of them being the inclusion of finite volume corrections. They turn out to significantly improve our fits both with one- and two-loop corrections. We find that the NNNLO terms do not provide a significantly better fit to lattice data than the NNLO ones.},
  author       = {Wernersson, Alexandra},
  keyword      = {Chiral Perturbation Theory,Lattice QCD,pion mass,decay constant,three loop fit.},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Fitting the three loop pion mass and decay constant to lattice data},
  year         = {2019},
}