【摘 要】
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有关物质的构成和演化是数千年来古今中外哲人、思想家、科学家孜孜以求的。以狭义相对论和量子理论为理论基础的现代物理学,尤其是粒子物理学已经在很大程度上回答了这个问题。物质可以从能量中产生,也可以湮灭而产生出巨大的能量。相对论重离子碰撞,可以产生温度高达175 MeV的火球,可以创造出宇宙极早期的物质形态-夸克胶子等离子体,同时也为我们提供了理解粒子产生,包括强子、轻（反-）原子核、超核产生的独特场所
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有关物质的构成和演化是数千年来古今中外哲人、思想家、科学家孜孜以求的。以狭义相对论和量子理论为理论基础的现代物理学,尤其是粒子物理学已经在很大程度上回答了这个问题。物质可以从能量中产生,也可以湮灭而产生出巨大的能量。相对论重离子碰撞,可以产生温度高达175 MeV的火球,可以创造出宇宙极早期的物质形态-夸克胶子等离子体,同时也为我们提供了理解粒子产生,包括强子、轻（反-）原子核、超核产生的独特场所。本文主要利用协变并合模型研究了轻核产生中的结合能效应、超核产生中Λ粒子与核子不同时冻出的效应、奇特强子态的产生。同时还给出了协变并合模型的新解析公式。在微观层次研究了夸克输运中的同位旋效应,以及手征模型下非对称核物质的相变。第一部分将讨论相对论重离子碰撞中,RHIC和LHC能区粒子的并合产生机制。首先我发展了蒙特卡洛多维积分的数值方法来严格计算粒子的并合产生,数值计算的优点是它不仅能够描述粒子的产额,而且可以描述粒子的动量分布,这一点是解析公式难以给出的,原因是在解析公式的推导中一般忽略了热源的径向膨胀,或者说热源的径向膨胀被部分吸收到其它参数中了。在针对轻核的研究中,提出了（反-）4He的结合能效应可以明显提升它的产额。在针对超核的研究中,提出了 A粒子由于和核子相互作用的不同可以比核子更早的冻出,可以明显提高3ΛH/3He产额的比值。该机制同时解释RHIC和LHC两个能区的实验数据。在针对ΛΛ的研究中,我们指出如果它存在,那么极有可能是六夸克态而不是分子态。其次,在前人研究的基础上,进一步发展了并合模型的一个解析公式。该公式可以应用于强子的并合产生以及（反-）轻核（超核）的产生。经过研究,我发现前人的解析公式推导过程中由于过度近似导致其存在固有缺陷,无法解释实验测量到的3ΛH/3He的产额比。而我提出的更加严格的新公式则不存在这方面的问题,并且还给出了粒子多重数（产额）的相对论修正以及由于热源的有限大小而导致的多重数压低的修正。新公式能够比较好的拟合轻核、超核的实验数据,以及普通强子的实验数据。并合模型有助于我们对相对论重离子碰撞中粒子产生机制的理解。第二部分集中讨论了相对论重离子碰撞中的输运现象,主要是关于同位旋的动力学研究。研究表明,在手征模型（NJL模型）中同位旋效应可以使u,d夸克椭圆流产生劈裂,而这种劈裂经历强子化后会反应在强子的椭圆流上。我计算了Σ+,Σ-的椭圆流的劈裂,劈裂的程度和夸克层次很接近。为了对NJL模型有深入的理解,在前人的基础上我们研究了在扩展的NJL模型下非对称核物质的相变,包括液气相变和手征相变。一方面,发展了液气相变的数值计算程序,可以比较方便的计算出非对称核物质的相变结构。另一方面,从解析的层面来理解液气相变和手征相变的数值结果。特别是对于手征相变,在化学势接近0的情形下得出手征对称性恢复的温度Tc和真空中核子质量Mvac的近似关系,T≈Mvac/2。进一步研究发现这个关系不仅适用于核子层次,而且适用于夸克层次。该关系是十分普遍的。
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