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本文采用QCD有效模型，通过有限温度场论以及量子输运理论的方法，分别研究了有限温度密度和非平衡时强相互作用中最重要的两种相变－手征相变与退禁闭相变。
由于相变是强烈的非微扰过程，而QCD理论本身还无法很好地处理非微扰过程，格点QCD处理化学势不为零的问题非常困难，所以本文对于手征相变和退禁闭相变的研究分别采用了能够很好地描述手征性质的Nambu-JonaLasinio(NJL)模型以及可以很好地描述禁闭性质的Friedberg-Lee(FL)模型。
在NJL模型的框架下，运用有限温度场论主要研究了σ标量介子的衰变对于手征相变的影响，尤其是相变信号与tricriticalpoint(或者Endpoint)的联系。通过计算得到，只有当体系的碎裂发生在tricriticalpiont附近时，σ衰变为两个π介子才会成为手征恢复比较明显的信号。而末态非热化π介子的动量主要分布在p0()0.26GeV附近很小的区域内，p0附近小动量窗口中π介子的增长可能与发生手征相变有紧密的联系。
相对论重离子碰撞中产生的火球至少在初始阶段处于非平衡状态，在膨胀冷却过程中强子化并逐渐平衡化。然而，这一体系是如何逐渐达到平衡，以及这种非平衡的过程对于体系的相变有什么影响，文献中很少考虑。本文运用量子输运理论研究了高温的夸克非平衡体系的平衡化对于退禁闭相变的影响。在FL模型的框架下，得到了关于夸克和σ标量介子含有碰撞项的量子输运方程。碰撞项采用了驰豫时间近似，而体系的膨胀采用了Bjorken的纵向膨胀模式。通过计算得到，体系退禁闭相变发生的温度参数由平均场所决定，然而体系相变的时空结构与碰撞项有密切的联系。发生相变之前，在碰撞项趋于零时，体系的温度参数随固有时下降的规律趋于T(T)=T0(T0T)1/4，相变开始发生的时间大约为10fm/c，一级相变的持续时间非常长。当碰撞项的强度逐渐增强，且碰撞项持续的时间增长时，相变开始发生的时间提前，相变的持续时间也缩短。当碰撞项非常强时，如果碰撞项的持续时间也比较长，则体系温度参数的下降可能会快于Bjorken极限T(T)=T0(T0T)1/3，说明碰撞项的强度与碰撞项持续的时间受到Bjorken极限的约束。此外，本文还给出了非平衡体系中讨论量子离壳效应对囚禁解除相变影响的理论框架。