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標準模型中最大的問題（標準模型中最大的問題是）

發(fā)布時間：2023-04-21 19:16:24 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 129

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關于標準模型中最大的問題的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

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本文目錄:

1、弦理論：宇宙只能是26維度，這樣才能兼容廣義相對論和量子力學
2、2021 年：物理學家問，“除了標準模型之外還有什么？”
3、安裝調(diào)試創(chuàng)新模型過程中出現(xiàn)的問題及解決方法
4、楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”，為什么沒有獲得諾貝爾獎？

標準模型中最大的問題（標準模型中最大的問題是）

一、弦理論：宇宙只能是26維度，這樣才能兼容廣義相對論和量子力學

有物理學家認為超弦理論目前的窘境正是奧卡姆剃刀 “如無必要，勿增實體”的最好詮釋

也有物理學家認為，超弦理論是未來最有可能成為萬有理論的候選者。

超弦理論的前身是弦理論，而弦理論就是為了解決廣義相對論和量子力學不兼容的問題而生的。

宇宙是由物質(zhì)構(gòu)成的，當我們將物質(zhì)放大，會發(fā)現(xiàn)它們又由各種粒子構(gòu)成的，這些粒子有電子，夸克和中微子等等

粒子一直在宇宙中運動并且相互作用，比如夸克靠膠子進行強相互作用，電子靠光子進行電磁相互作用

這些粒子組成了標準模型，標準模型也是人類對微觀粒子最精確的數(shù)學解釋。

按照粒子的自旋類型劃分，標準模型中粒子可以劃分為兩大類，自旋為整數(shù)的是玻色子，比如光子。自旋為半整數(shù)的是費米子，比如電子。

但是標準模型并不是解釋所有微觀粒子的終極理論。

到目前為止，人類發(fā)現(xiàn)大自然只有四種基本相互作用力，按照強度劃分，依次是強力，電磁力，弱力和萬有引力。

力的傳播需要介質(zhì)。比如強力，電磁力和弱力都有傳播介質(zhì)。

所以我們也不得不相信引力也有自己特有的傳播介質(zhì)。雖然我們暫時沒有找到這種傳播介質(zhì)，但我們?nèi)匀幌嘈乓Φ摹皞鞑プ印笔谴嬖诘摹?/p>

按照正常的物理思維，如果引力的傳播子存在，那么它一定也是一種客觀粒子，也是可以被納入到標準模型中的。

但事與愿違，愛因斯坦活著的時候就致力于統(tǒng)一電磁力和引力，但終其一生也未能如愿。

在20世紀上半葉，科學家還發(fā)現(xiàn)弱力和強力，在楊振寧等物理學家的努力下，弱力和電磁力率先統(tǒng)一起來了。到了20世紀80年代，強力，弱力和電磁力都可以用標準模型來解釋，唯獨引力與標準模型格格不入。

在信仰的加持下，物理學家相信，既然引力也是力，那么就一定會和其他三種力一樣，是可以被一個更大的統(tǒng)一理論來解釋的。

按照量子力學的預想，想要把引力納入到標準模型的關鍵點就是要找到引力的傳播子，也就是引力子。

廣義相對論認為物體之間的引力是通過時空彎曲來實現(xiàn)的。引力好像沒有通過任何介質(zhì)就可以超距作用來傳遞力。而量子力學認為，時空曲率之所以可以傳遞引力必然是依靠一個最基本的粒子來完成的，這就是曲率量子，也就是我們熟知的引力子。

令人絕望的事情發(fā)生了，當物理學家嘗試將引力子納入到標準模型中時，計算就會得到一個無限大的結(jié)果。

這就意味著，我們暫時無法用量子力學描述引力，即便科學家經(jīng)過了半個世紀的嘗試，廣義相對論的引力理論和量子力學依舊是不兼容的。

每一個物理學家都堅信，宇宙規(guī)律不可能是局域的，四個基本作用力必然是可以被統(tǒng)一起來的。

為了信仰，物理學家不得不尋求新的理論來統(tǒng)一萬有引力和其他三個基本作用力。

二、2021 年：物理學家問，“除了標準模型之外還有什么？”

如果你問物理學家世界是如何運作的，懶惰的回答可能是：“它遵循標準模型?！?

標準模型解釋了宇宙如何運作的基本物理學。盡管實驗物理學家還不斷探索模型上的缺陷，但它已經(jīng)有50多年的歷史了。

除了少數(shù)例外，它經(jīng)受住了這種審查，以出色的表現(xiàn)通過了一次又一次的實驗測試。但是這個非常成功的模型在概念上存在差距，這表明關于宇宙如何運作還有很多東西需要了解。

中微子代表標準模型中 17 個基本粒子中的三個。它們在一天中的任何時候都穿過地球上的每個人。

2021 年，世界各地的物理學家進行了一系列探索標準模型的實驗。團隊比以往任何時候都更精確地測量模型的基本參數(shù)。其他人研究了知識的邊緣，其中最佳實驗測量與標準模型的預測不完全匹配。最后，團隊建立了更強大的技術(shù)，旨在將模型推向極限，并有可能發(fā)現(xiàn)新的粒子和場。如果這些努力取得成功，它們可能會在未來形成一個更完整的宇宙理論。

填充標準模型中的縫隙

1897 年，JJ Thomson 僅使用玻璃真空管和電線就發(fā)現(xiàn)了第一個基本粒子電子。100 多年后，物理學家仍在發(fā)現(xiàn)標準模型的新部分。

標準模型是一個做兩件事的預測框架。首先，它解釋了物質(zhì)的基本粒子是什么。這些是諸如電子和構(gòu)成質(zhì)子和中子的夸克之類的東西。其次，它使用“信使粒子”預測這些物質(zhì)粒子如何相互作用。這些被稱為玻色子——它們包括光子和著名的希格斯玻色子——它們傳達了自然的基本力量。希格斯玻色子直到 2012 年才在歐洲的巨大粒子對撞機工作數(shù)十年后被發(fā)現(xiàn)。

標準模型非常擅長預測世界如何運作的許多方面，但它確實存在一些漏洞。

值得注意的是，它不包括對重力的任何描述。雖然愛因斯坦的廣義相對論描述了引力的工作原理，但物理學家尚未發(fā)現(xiàn)傳遞引力的粒子。一個適當?shù)摹叭f有理論”將完成標準模型所能做的一切，也包括傳達重力如何與其他粒子相互作用的信使粒子。

標準模型不能做的另一件事是解釋為什么任何粒子都有一定的質(zhì)量——物理學家必須直接使用實驗來測量粒子的質(zhì)量。只有在實驗為物理學家提供了這些精確的質(zhì)量之后，它們才能用于預測。測量結(jié)果越好，可以做出的預測就越好。

最近，歐洲核子研究中心一個團隊的物理學家測量了希格斯玻色子自身質(zhì)量。另一個 CERN 團隊也更精確地測量了希格斯玻色子的質(zhì)量。最后，在測量中微子的質(zhì)量方面也取得了進展。物理學家知道中微子的質(zhì)量大于零，但小于目前可檢測到的數(shù)量。德國的一個團隊繼續(xù)改進技術(shù)，使他們能夠直接測量中微子的質(zhì)量。

新力或粒子的提示

2021 年 4 月，費米實驗室的成員宣布了他們對 μ 子磁矩的首次測量。μ子是標準模型中的基本粒子之一，對其特性之一的這種測量是迄今為止最準確的。這個實驗之所以重要，是因為測量結(jié)果與磁矩的標準模型預測不完全匹配?；旧希樽硬粫憩F(xiàn)得像他們應該的那樣。這一發(fā)現(xiàn)可能指向與介子相互作用的未發(fā)現(xiàn)粒子。

但與此同時，在 2021 年 4 月，物理學家 Zoltan Fodor 和他的同事展示了他們?nèi)绾问褂梅Q為 Lattice QCD 的數(shù)學方法來精確計算 μ 子的磁矩。他們的理論預測不同于舊的預測，仍然適用于標準模型，而且重要的是，與 μ 子的實驗測量相匹配。

升級物理工具

世界上最大的粒子加速器，歐洲核子研究中心的大型強子對撞機關閉并進行了一些升級。物理學家在 10 月份剛剛重新啟動了該設施，他們計劃在 2022 年 5 月開始下一次數(shù)據(jù)收集運行。升級提高了對撞機的功率，使其可以產(chǎn)生 14 TeV 的碰撞，高于之前的 13 TeV 限制。這意味著在圓形加速器周圍以光束形式傳播的成批微小質(zhì)子攜帶的能量與以 100 英里/小時（160 公里/小時）速度行駛的 800,000 磅（360,000 公斤）旅客列車相同。在這些令人難以置信的能量下，物理學家可能會發(fā)現(xiàn)在較低能量下太重而無法看到的新粒子。

其他一些技術(shù)進步也有助于尋找暗物質(zhì)。許多天體物理學家認為，目前不符合標準模型的暗物質(zhì)粒子可以回答一些懸而未決的問題，即重力圍繞恒星彎曲的方式，它被稱為引力透鏡，以及恒星在螺旋星系中旋轉(zhuǎn)的速度。低溫暗物質(zhì)搜索等項目尚未找到暗物質(zhì)粒子，但團隊正在開發(fā)更大、更靈敏的探測器，在不久的將來會部署。

2021 年突出了標準模型未能解釋宇宙所有奧秘的一些方式。但是新的測量方法和新技術(shù)正在幫助物理學家在尋找萬物理論的過程中向前邁進。

三、安裝調(diào)試創(chuàng)新模型過程中出現(xiàn)的問題及解決方法

在安裝調(diào)試創(chuàng)新模型的過程中，常常會出現(xiàn)各種問題。下面列舉一些常見問題及解決方法，僅供參考：

1. 安裝程序無法運行。這種情況可能是由于您的計算機系統(tǒng)或者軟件沒有完全更新，或者版本不適配所致，解決方法是更新操作系統(tǒng)，或者安裝適配的軟件版本。

2. 硬件驅(qū)動問題。安裝創(chuàng)新模型時，如果出現(xiàn)硬件驅(qū)動問題，可能是由于您的計算機沒有正確識別硬件設備引起的。解決方法是檢查硬件設備的連接、驅(qū)動程序是否安裝并正確鏈接。

3. 軟件環(huán)境問題。安裝軟件時，可能會提示您需要安裝某個運行庫或者外部應用程序。解決方法是安裝缺少的軟件環(huán)境和依賴庫。

4. 網(wǎng)絡連接問題。在安裝過程中，如果需要連接網(wǎng)絡進行下載、注冊等操作，可能會出現(xiàn)下載太慢或者無法連接的問題。這時可以嘗試更換網(wǎng)絡連接方式，或者優(yōu)化計算機的網(wǎng)絡連接參數(shù)。

5. 故障排除。如果遇到以上各種問題都無法解決，可以嘗試查看軟件的幫助文檔、在線論壇等獲取更多的技術(shù)支持，或者尋求專業(yè)的技術(shù)支持人員幫助解決問題。

總之，在安裝、調(diào)試創(chuàng)新模型的過程中，遇到問題是正常的。通過仔細閱讀文檔、咨詢技術(shù)支持和查找網(wǎng)絡資料，可以幫助您更好地解決問題。同時，也應該做好備份工作，以防下次操作失敗損失數(shù)據(jù)。

四、楊-米爾斯理論博大精深被稱為“標準模型”，為什么沒有獲得諾貝爾獎？

我覺得有兩方面的原因

其實楊米爾斯理論是早于楊振寧和李政道的宇稱不守恒提出來的。但是當時整個理論本質(zhì)上是一個數(shù)學框架，而且當時楊振寧曾經(jīng)有一次在臺上給別人作報告，下面大多都是大神，比如：原子彈之父奧本海默，上帝之鞭泡利，費米等等。而當他講完整個理論的時候，曾經(jīng)好幾次噴過愛因斯坦的泡利站了出來，指出了一個讓楊振寧啞口無言的問題，那就是“粒子的質(zhì)量”問題，當時楊振寧下不來臺，是在奧本海默的幫助下，才沒有被為難。

而這也是早期楊米爾斯理論沒有被受到重視的原因。后來希格斯提出了希格斯機制，這個問題才被解決掉。而現(xiàn)代的粒子標準模型的出現(xiàn)，更加確立了楊米爾斯理論的價值。

楊振寧已經(jīng)因為宇稱不守恒拿到了獎，所以很難再拿獎。

其次，目前來說，諾貝爾獎給別人頒獎，一般是一個人在同一學科最多拿一次，居里夫人是1個化學獎，1/4的物理獎，其實是不違反規(guī)則的。而巴丁拿了兩次1/3的物理獎，連1個都不到。

歷史上，只有桑格一個人拿到了1+1/3=4/3個，分別是1958年（1個），1980（1/3個）除此之外，沒有了。要知道這100多年的歷史上，也就這一個人多拿到了1/3。即使像愛因斯坦這樣的科學家也不列外。所以，楊振寧要憑借這個拿獎太難了。給楊米爾斯理論補漏和發(fā)展的兩個團隊拿到了諾獎。

其實這里有很多方面的原因

其實，楊米爾斯理論有時候被過分夸大了許多許多。很多人都說楊振寧是愛因斯坦之后最偉大的科學之一。但是其實某種程度上來說，他還只是“ 愛因斯坦之后 ”的偉大科學家，這不代表他真的做了和愛因斯坦一樣的事情。愛因斯坦是提出了一套理論體系，幾乎以一人之力構(gòu)建了相對論。

而楊振寧呢？他和米爾斯的理論其實只是一個骨架，更確切地說只是一個數(shù)學框架（模型）。在這個骨架里其實很有很多需要查缺補漏的地方，他并不能算是一個完整的理論。而且，其實當年楊振寧在給物理學家講解他的楊米爾斯理論時，有個叫泡利的科學家尖銳地指出了一個問題“質(zhì)量”，當時楊振寧在臺上都說不出話來。是的，整個理論的問題就在于“粒子的質(zhì)量”問題，楊米爾斯理論并沒有解決這個問題，其實同一時期的泡利也做了同樣的事情，只是他被“粒子質(zhì)量”問題所困擾，所以并沒有發(fā)表該論文。

后來，隨著粒子物理學發(fā)展，希格斯等人提出了相應的理論，并填補了之前楊米爾斯理論的所不能解決的問題，也就是“粒子的質(zhì)量問題”，楊米爾斯理論的價值才被顯現(xiàn)出來，在這個框架下，現(xiàn)代粒子標準模型被提出，并且統(tǒng)一強相互作用，弱相互作用和電磁作用。

所以，說是楊振寧和米爾斯最先提出了基礎框架，在某種程度上是有問題的，首先是框架本身有問題，其實當時代也有人做了一樣的研究，只是覺得有問題而沒有發(fā)表。

其次，我們都知道楊振寧拿過諾獎，是對稱性破缺（宇稱不守恒），這個論文一發(fā)表，他們知道吳健雄來做實驗驗證，并且當年就完成了驗證，第二年他們就獲了獎。

也就是說，楊振寧其實拿到了1/2的諾獎。而諾獎其實有規(guī)定一個人在一個領域最好不要超過1個獎，所以，如果要頒給楊振寧楊米爾斯理論的諾獎，那就是再給他1/2，其實也是符合要求的。可問題是，米爾斯已經(jīng)去世了。所以，再頒獎，楊振寧是要拿到1個獎的。1+1/2=1.5>1，所以超過了這個潛規(guī)則的要求。因此諾獎不大可能再給他頒獎。其實有很多科學家都有這個問題，比如：愛因斯坦。如果按照成就來看，他至少拿6個，可是他也只得到了1個而已。

最后，我要說，其實楊振寧的成就不需要諾獎來錦上添花了，他完全配得上愛因斯坦之后最偉大的科學家之一，而且也是目前世界上最偉大的科學家之一。

《宇宙物理體系》簡介: 它全文9萬字，歷時6年完工。它對舊物理基礎概念定義作了一次全面檢查維修及重建。它以尋找物質(zhì)基本性質(zhì)即物性為突破口重建物理學。它增加了若干新的基礎概念定義。它完成了對宇宙大自然最基本最重要最普遍物象進行逐一解釋，且邏輯自洽。

楊振寧摘得諾貝爾獎是在1957年，是因為發(fā)現(xiàn)了弱相互作用下宇稱不守恒而獲獎的，宇稱不守恒的論文發(fā)表在1956年。當時人們還沒有認識到，楊振寧的最偉大成果不是弱相互作用下宇稱不守恒，而是和他的助手米爾斯合作發(fā)表在1954年的楊-米爾斯理論。

楊-米爾斯理論剛發(fā)表時只是一個數(shù)學框架，并且還有明顯的沒有解決好的漏洞，用他的這套模型不能解決粒子質(zhì)量的來源問題。在楊振寧發(fā)表論文之前，泡利也做出了和楊振寧幾乎一模一樣的工作，當時泡利認識到這套模型不能解決粒子的質(zhì)量來源問題，故他放棄了發(fā)表。

后來，希格斯等人研究對對稱性自發(fā)破缺時給出了希格斯機制，粒子質(zhì)量的來源問題才算是得到了解決，楊-米爾斯理論的重要性也就逐步體現(xiàn)了出來。弱相互作用與電磁相互作用就是在此基礎上得到了統(tǒng)一，弱電統(tǒng)一理論是上個世紀足以和相對論媲美的輝煌科學成就，后來強相互作用也納入到這個框架中。在希格斯粒子被發(fā)現(xiàn)后，建立在楊-米爾斯理論框架上的標準模型取得了巨大的成功，在此之前強相互作用的漸近自由也摘得了諾貝爾獎。

這個問題暗設了博大精深的理論就一定獲得諾貝爾獎。所以質(zhì)疑沒有獲得諾獎的楊米爾斯理論的博大精深，或者質(zhì)疑諾獎的公正性。

那么我們來看看另一個更加極端的案例，愛因斯坦的相對論--無論是狹義相對論，還是廣義相對論--都沒有獲得諾貝爾獎。愛因斯坦獲獎的成就是光電效應，為量子力學奠定了基礎，而不是他最博大精深的相對論。

因此，博大精深的理論不一定獲得諾獎，沒什么奇怪的。諾獎缺失掉一些重大成果，迄今也是最有價值的科學獎項。

很多人都在評論楊振寧的理論內(nèi)容如何如何，當然每個人都有質(zhì)疑的權(quán)利，畢竟一個東西提出來，那就要讓人去理解和發(fā)表不同看法，以及提出不同的意見，畢竟理論的提出來就是為了證明一些東西的，但是在證明出來之前，任何理論都有質(zhì)疑的空間，只要你有那個質(zhì)疑的能力和道理，需要真才實學去用不同的理論去看待，而不是說一些沒有用的話。

任何東西的質(zhì)疑和反駁都要有足夠的證據(jù)和說服力才行，而網(wǎng)上出現(xiàn)一些人去評論和質(zhì)疑一個世界其他有名物理學家都承認的理論，感覺讓人非常的搞笑，一個能作為未來物理學發(fā)展方向的框架理論，在網(wǎng)上的一些人眼中竟然不算什么，這是多么厲害的人才會這樣的認為。

楊振寧在物理界上的地位業(yè)內(nèi)人士沒有人會質(zhì)疑，而質(zhì)疑他成就最多的就是我們國內(nèi)網(wǎng)上的一些人，不知道這是什么原因?qū)е碌?，一個偉大的物理學家在世界上其他地方獲得尊重，但是在國內(nèi)卻被一些人瞧不起被質(zhì)疑被噴，這個反常的現(xiàn)象表現(xiàn)出來了當前的特殊現(xiàn)象，關鍵是噴的這些人什么成就都沒有，不知道哪里來的底氣，要反駁應該拿出反駁的成就出來，而不是一頓瞎說。

楊振寧在1957年獲得諾貝爾獎，但是他的最高成就并不是因為這個諾貝爾獎獲得的理論和發(fā)現(xiàn)，世界上他的知名度都是建立在楊—米爾斯理論，但是獲得諾貝爾獎的并不是他的這個理論，只是為什么呢，正常來說他的這個理重要性高于宇宙不守恒定律才對，畢竟這是物理界公認的。

為什么他的這個更重要的物理理論沒有獲得諾貝爾獎呢？其實是因為有規(guī)定一個人不能同時重復在一個領域獲得兩次諾貝爾獎，也就是說在一個領域獲得過諾貝爾獎后，以后就算在同一個領域獲得更高成就也不能再次獲得諾貝爾獎，一個人可以獲得多個諾貝爾獎，前提是你有那個能力，再者就是要在不同的領域。

再者諾貝爾獎獲得條件是在某一個領域有巨大發(fā)現(xiàn)和做出巨大貢獻，楊振寧的理論在他獲得諾貝爾獎之前沒有完成，也沒有獲得理論性的證明，直到獲獎以后不久他這個定律才初步完善，這個時候已經(jīng)錯過了機會，至于這些理論對與錯，有多厲害，這個我們是外行人，沒辦法去對這些專業(yè)的東西進行評論，只是從基礎性的方面來說他這個理論框架基礎遠遠比那些利用基礎獲得突破的強，畢竟萬丈高樓平地起，基礎打好才能建高樓，沒有基礎那只是空中樓閣，任何的高科技都是從最基礎的數(shù)學物理理論上建立起來的，構(gòu)建基礎框架的難度遠遠高于其他，這也是為什么他獲得世界物理界認可的地位的原因，也只有我們國內(nèi)的一些網(wǎng)上的人認為是過度吹捧了，而世界上的科學家物理學家都認可他的地位，真是非常有意思的現(xiàn)象。

楊米爾斯規(guī)范場理論，更多的是數(shù)學上的成就，是一個群的規(guī)范。這個理論跟很NB，但是這個理論不是標準模型，記住了，楊米爾斯理論跟標準模型不是一回事。

導讀：自然界有四大基本作用力：強力、弱力、電磁力，科學家知道它們的作用效果，但是如何從本質(zhì)上去詮釋它們呢？這就需要粒子物理標準模型了，簡單的說這個模型就是從本質(zhì)上去詮釋這四種相互作用力（引力目前除外）。

This theoretical model, already ranked alongside the works of Newton, Maxwell, and Einstein, will surely have a comparable influence on future generations.（這個理論模型，已經(jīng)達到了與牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦的理論相提并論的高度，它將影響未來幾代人的研究）。

以上這段話，是1994年美國著名的理論物理學獎項——“鮑爾獎”授予“楊——米爾斯理論”時的評語，對這個理論有非常高的評價。按照現(xiàn)代物理學的發(fā)展軌跡，大致來說，有四個里程碑式的階段，第一階段：以牛頓的“引力場論”為標志；第二階段：以麥克斯韋的“電磁場論”為標志；第三階段：以愛因斯坦的“相對場論”為標志；第四階段，就是以楊——米爾斯理論為核心內(nèi)容，而建立的“統(tǒng)一場論”（或者叫“規(guī)范場論”）為標志。所以說，楊振寧教授是一位能與牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦等偉大的物理學家并肩的理論物理學大師。這么說，是一點都不為過的。至少，目前仍然健在的物理學大師之中，沒有成就比他更高的人了。

按理說，這么偉大的理論，獲得諾貝爾物理學獎，應該是不在話下的，但事實并非如此，這是因為諾貝爾物理學獎的屬性問題，諾貝爾物理學獎主要是針對實驗物理而設立的，只對那些能用具體的物理實驗來驗證科學理論的物理學家進行獎勵，并不看重建立理論公式的物理基礎理論。愛因斯坦建立了著名的“相對論”，可是這并沒有讓他獲得諾貝爾物理學獎，但是，愛因斯坦的“光電效應定律”被實驗證明后，卻獲得了諾貝爾獎。同理，楊——米爾斯理論雖然沒有獲得諾貝爾獎，但是，基于楊——米爾斯理論所做出了的很多實驗結(jié)果，卻獲得了諾貝爾獎。

所以說，楊——米爾斯理論確實是一個博大精深的物理“標準模型”，它所奠定的理論基礎孕育了一系列的諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦也僅僅因為光電效應得諾獎，這是諾獎評獎的局限性，但大師們的地位不是靠諾獎奠定的。真正的大師都是理論架構(gòu)師，牛頓、麥克斯韋、愛因斯坦、狄拉克、楊振寧是一級別，當然牛頓和愛因斯坦幾乎靠一己之力，其他幾位則是理論奠基人，越復雜的理論越難以理解，需要的智力貢獻越多，能參與的人也越少，比如基于楊米爾斯場論的標準粒子模型。

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