基于格点QCD的精确底夸克偶素性质与b夸克质量

作为对QCD在底夸克偶素系统中的检验，我们给出了迄今最精确的来自全格点QCD的基态超精细分裂和 $\Upsilon$ 轻子宽度结果。这些量都已被实验精确知晓，故可很好地检验 $b$ 物理，但先前的格点结果相当不精确。我们还检验了 $b$ 夸克电荷对这些量的影响。我们的结果为：$M_{\Upsilon}-M_{\eta_b} =$ 57.5(2.3)(1.0) MeV（其中第二个不确定度来自忽略夸克线断开关联函数）以及衰变常数 $f_{\eta_b} =$ 724(12) MeV 和 $f_{\Upsilon} =$ 677.2(9.7) MeV，给出 $\Gamma(\Upsilon \rightarrow e^+e^-) =$ 1.292(37)(3) keV。我们还给出了 $b$ 与 $c$ 夸克质量比的新测定，该测定在格点QCD中完全非微扰，并首次包含QED效应的计算。这给出 $b$ 夸克质量结果 $\overline{m}_b(\overline{m}_b,n_f=5) =$ 4.202(21) GeV。