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奇异夸克物质性质对于探索强作用物质新形态,研究QCD相变机理,以及天文、宇宙学应用等都具有重大意义。自从Bodmer探讨了原子核坍缩的可能性以及Witten推断奇异夸克物质可能是强相互作用的真正基态后,人们就以极大的热情对夸克物质进行了大量研究。 本文利用等效质量模型对夸克物质的性质进行研究。主要包括夸克物质态方程、奇异星结构、奇异子性质、有限体积效应对夸克凝聚的影响等。 当粒子质量跟密度和温度相关时,关于热力学处理的自洽性问题存在很多争议。基于热力学的基本定律和基本微分关系,我们比较了当前几种重要的热力学处理方法,并给出了本文采用的自洽的热力学处理方法的详细推导。 使用自洽的热力学处理方法,同时考虑线性禁闭和一阶微扰相互作用,我们推导得到了一个新的夸克质量标度。并应用新得到的夸克质量标度和自洽热力学处理方法,我们研究了奇异夸克物质性质和奇异星结构。我们发现,微扰相互作用使夸克物质状态方程变硬,从而使得奇异星的最大质量可以达到两倍太阳质量左右。 基于新的质量标度,我们研究了奇异子的性质。通过选定不同的(C,√D)参数组合,我们分别考虑了单胶子交换作用和一阶微扰相互作用对奇异子性质的影响。我们发现,单胶子交换作用和一阶微扰相互作用有相反的效应,其中单胶子交换作用能够减小奇异子的半径并降低奇异子的能量,而一阶微扰相互作用则相反。 将等效质量模型与费曼-海尔曼定理结合,我们研究了介质中的夸克凝聚。我们发现,有限体积效应会对夸克物质的手征对称性造成很大的影响。相对于无穷大夸克物质,随着体积的减小,体积效应对夸克凝聚的影响越来越大,而小夸克集团内部的相对夸克凝聚值也越来越小,并且在重子数密度较大时这种有限体积效应变得更加明显。