来自 $n_f=4$ 格点 QCD 的高精度夸克质量与 QCD 耦合常数

我们利用 MILC 合作组提供的包含 $u$、$d$、$s$ 和 $c$ 夸克真空极化（$n_f=4$）的胶子构型，对重夸克赝标量 - 赝标量关联函数进行了新的格点 QCD 分析。我们提取了 QCD 耦合常数和 $c$ 夸克 $\overline{\mathrm{MS}}$ 质量的新数值：$\alpha_{\overline{\mathrm{MS}}}(M_Z,n_f=5) = 0.11822(74)$ 以及 $m_c(3\mathrm{GeV}, n_f=4) = 0.9851(63)$GeV。这些结果与我们之前使用 $n_f=3$ 海夸克的模拟吻合良好，证实了在该分析中对 $c$ 夸克进行微扰处理的正确性。我们还获得了 $c$ 与 $s$ 夸克质量比值的新的非微扰结果：$m_c/m_s=11.652(65)$。将该比值与我们新的 $c$ 夸克质量结合，意味着 $m_s(2\,\mathrm{GeV}, n_f=3)=93.6(8)$MeV。将 $m_c/m_s$ 与我们之前的 $m_b/m_c$ 结合，得到 $m_b/m_s=52.55(55)$，该值与某些大统一理论（GUTs）中的 Georgi-Jarlskop 预言相差数个标准差（但仅偏离 4%）。最后，我们得到了 $m_b/m_c=4.528(54)$ 的 $n_f=4$ 估计值，该值与我们之前的 $n_f=3$ 结果吻合良好。新的比值意味着 $m_b(m_b,n_f=5)=4.162(48)$GeV。