Theoretici van Nikhef en andere instellingen hebben een bijgewerkte versie van het computerprogramma FORM uitgebracht. Deze computeralgebra-software is al tientallen jaren van cruciaal belang voor de deeltjesfysica. Na enkele kleine updates is dit de eerste grote nieuwe versie sinds 2013.
De nieuwe versie is afgestemd op verbeterde precisietests van het Standaardmodel van de deeltjesfysica. Hiervoor moeten theoretici nauwkeurige voorspellingen doen over deeltjesprocessen, die in experimenten zo nauwkeurig mogelijk worden gemeten. Elke afwijking kan aanwijzingen geven voor nieuwe, nog onbekende fysica.
Dergelijke precisieberekeningen zijn afhankelijk van het manipuleren van algebraïsche uitdrukkingen met miljarden termen, ver buiten de grenzen van commerciële computeralgebra-software. FORM is uniek in staat om dergelijke extreme uitdagingen aan te gaan. Het verwerkt uitdrukkingen efficiënt, zelfs wanneer ze niet meer in het computergeheugen passen.
FORM is in de jaren tachtig ontwikkeld door theoretisch natuurkundige Jos Vermaseren bij Nikhef om algebra met zeer lange uitdrukkingen uit te voeren. Het programma is een opvolger van het eerdere Schoonschip-programma van Nobelprijswinnaar Martinus Veltman.
FORM heeft een doorslaggevende rol gespeeld in veel baanbrekende resultaten in de moderne deeltjesfysica, bijvoorbeeld in berekeningen in de quantumchromodynamica van quarkverdelingen in protonen.
In de nieuwe Europese strategie voor deeltjesfysica wordt FORM geprezen als een cruciaal hulpmiddel voor het analyseren en interpreteren van gegevens van de Large Hadron Collider, een feit dat niet altijd even bekend is bij onderzoekers.
De nieuwe versie 5 van FORM ondersteunt nog nauwkeurigere berekeningen en heeft een aantal belangrijke nieuwe functies gekregen. Het meest opvallend is de toevoeging van een generator voor Feynman-diagrammen voor deeltjesprocessen. Tot nu toe waren hiervoor altijd extra externe hulpmiddelen nodig, wat de workflow omslachtig maakte.
FORM 5.0 maakt ook drijvende-kommaberekeningen met willekeurige precisie mogelijk. Daarnaast is er nu een directe interface met belangrijke softwarebibliotheken.
Naast Nikhef-emeritus Jos Vermaseren zelf waren ook Joshua Davies, Toshiaki Kaneko, Coenraad Marinissen (Nikhef) en Takahiro Ueda betrokken bij de update. De FORM-software en documentatie zijn open source en beschikbaar via GitHub.
