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当前和未来高能对撞机实验的主要目标是进一步精确检验粒子物理的标准模型和寻找超出标准模型之外的新物理。作为标准模型的一部分，量子色动力学，尤其是其微扰部分，已经度过了被检验的时代而成为精确物理。尽管如此，为了研究高能对撞机物理，尤其是强子对撞机上的物理，微扰量子色动力学的运用是不可或缺的。
本文着重于研究强子对撞机上高能硬散射过程中的微扰量子色动力学效应，特别是软胶子重求和的效应。我们首先介绍了量子色动力学的理论基础和实验检验，我们的着眼点在于阐述为什么人们认为量子色动力学是描述强相互作用的正确理论，以及这其中渐进自由和因子化定理所扮演的重要角色。然后，我们介绍量子色动力学中的软胶子重求和方法。我们讨论了软胶子重求和效应的重要意义以及它的一般形式，接着我们介绍了它在深度非弹性散射和Drell-Yan过程中的应用。随后，我们介绍了近几年发展起来的夸克和胶子的软一共线有效理论，并讨论，了在这个有效理论中高能硬散射的因子化定理和重求和形式。
有了以上理论准备后，我们讨论了强子对撞机上在 R 宇称破坏的最小超对称标准模型框架下单个标量轻子的产生过程，我们计算了对该过程的次领头阶量子色动力学修正，并利用软胶子重求和的方法计算了标量轻子的横向动量分布。我们发现，次领头阶量子色动力学修正增大了过程的总截面，并显著地减小了截面对于重整化标度和因子化标度的依赖性，从而使得理论预言更加可靠。我们的结果表明，对于质量为200GeV的标量中微子，在取目前低能实验限制所容许的λ′=0.02的情况下，在Tevatron上，通过dd的次领头阶产生截面为400 fb，而在LHC上甚至可以达到4.2 pb。在横向动量分布的讨论中，我们发现，固定阶的结果在小横向动量时是趋于发散的，因而是非物理的。我们使用软胶子重求和的方法将微分截面中出现的大对数项求和到耦合常数的所有阶后，得到了物理上合理的结果。在重求和效应的计算中，我们比较了两种非微扰参数化的方法，发现两个结果在LHC上吻合很好，从而保证了上述结果的可靠性。我们的这些研究结果对于在强子对撞机上寻找R宇称破坏的超对称信号是很有帮助的。
顶夸克的味改变中性流过程在标准模型中是被严重压低的，以致在高能对撞机实验中很难被测测到，因而如果在LHC上观测到了顼夸克的味改变中性流过程，就一定是新物理存在的证据。采用与模型无关的方法来考察顶夸克的反常味改变中性流过程，并由此探测新物理可能出现的标度是顶夸克物理中的一项重要研究课题。在国际上，已有的研究初步建立了领头阶水平上的各类产生及衰变过程的观测量与新物理标度的依赖关系，并对有关的实验信号作了Monte Carlo分析，从而预言了在未来对撞机，特别是LHC上探索新物理的潜力。在这一类味改变中性流过程中，对于t-q-g反常耦合最为敏感的是顶夸克直接产生过程。由于强子对撞机上领头阶水平的结果强烈地依赖于重整化标度和因子化标度，因而有很大的理论不确定性。我们在已有的研究基础之上，深入系统地研究了对直接顶夸克产生过程的次领头阶量子色动力学修正以及阈重求和的效应；我们的研究结果表明，次领头阶的效应虽然显著地增大了产生截面，但并不能改善LHC上该过程的截面对于标度的依赖性。因此我们进一步研究了直接项夸克产生过程中的阈重求和效应。在此研究中，我们在国际上首次将重夸克有效理论应用于顶夸克物理中，并采用软-共线有效理论导出了阈重求和的公式。我们的数值结果表明，阈重求和的效应进一步增大了过程的总截面，对于反常耦合为0.01TeV<-1>时，在TevatronRunⅡ上通过gu→t产生的截面为547fb，通过gc→t产生的截面为38.2 fb；而在LHC上这两个道的截面分别可以达到23.7 pb和3.71 pb。另外，阈重求和效应显著地减小了截面对标度的依赖性，从而提高了理论预言的可靠性。如果将来的实验发现了直接顶夸克产生的信号，我们的结果更适于作为抽取反常耦合的理论输入。