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对重夸克偶素湮灭衰变和产生的研究对于理解量子色动力学(QCD)的微扰效应和非微扰效应都是非常重要的。非相对论量子色动力学(NRQCD)因子化理论提供了一种严格而且系统的方法去描述重夸克偶素衰变和产生中的现象。对于重夸克偶素的湮灭衰变和在B介子衰变中产生的过程，其物理效应在NRQCD因子化中被分成长程和短程两个过程。短程过程描述了重夸克对湮灭和产生中的硬相互作用，其能量标度远大于QCD能标ΛQCD，因此对短程部分的计算可以应用微扰QCD进行展开。长程过程描述了重夸克对的长程相互作用，以及发射(吸收）软胶子的过程，它包含了所有的非微扰效应。基于重夸克偶素的非相对论性质，NRQCD长程矩阵元是按照重夸克对之间的相对速度v进行展开的。对于v的高阶算符的研究是该领域中的前沿问题。我们的工作主要研究了重夸克偶素衰变和产生中的两类过程:P波态重夸克偶素的轻强子衰变和B介子衰变中D波态粲夸克偶素的产生。其中前者我们将其衰变宽度计算到O（αsv2）阶修正，而后者我们将衰变分支比计算到O(αs)阶修正。由于这两类过程中的反应初态或者末态均含有高激发态的重夸克偶素，而在NRQCD中这些高激发态的重夸克偶素对应了许多v的高阶算符和矩阵元，因此这两类过程都可以作为很好的例子去研究v的高阶算符所带来的效应。 在P波态重夸克偶素轻强子衰变的过程中，我们在QCD的次领头阶分别解析计算了P波自旋单态和自旋三重态中包含的Fock态所对应的短程系数。领头阶的计算需要在D维下进行，以便于我们在次领头阶利用它消去剩余的红外发散。次领头阶包含了实修正和虚修正的计算，计算中的红外和紫外发散都用维数正规化方案表示出来。我们工作的主要贡献不仅是将NRQCD短程系数的计算首次推广到P波态的O(αsv2)阶，而且首次利用微扰NRQCD将长程矩阵元中的算符也演化到这一阶。通过完全QCD与NRQCD衰变宽度的匹配，我们就可以得到红外有限的P波轻强子衰变的短程系数，这些系数包含了该过程精确到O(αsv2)阶的所有微扰效应。将这些严格QCD计算的短程系数结果应用到唯象分析中我们还需要对包含非微扰部分的长程矩阵元的大小进行估计。对于P波自旋三重态，由于重夸克自旋对称性在v2阶修正下被破坏，需要确定的长程矩阵元多达11个，我们目前还没有任何有效途径来确定这些矩阵元，只能寄希望于未来的格点QCD计算能为我们提供相关信息，从而完成对其衰变宽度的O(αsv2)阶分析。对P波自旋单态hc和hb来说，由于涉及的长程矩阵元较少且可被有效地估计，我们可以计算其轻强子宽度并与实验进行比较。对于hc，由于v2c～0.3比较大，O(αsv2)的修正明显。我们理论预言给出轻强子衰变宽度Γ(hc→ LH)=0.35+0.25-0.15MeV，总宽度为Γ(hc)=0.74+0.25-0.15MeV和衰变分支比Br(hc→γηc)=(53±13)％，这些结果与最新的实验符合得很好。对于hb，其理论预言结果Γ(hb→LH)=44.00+8.23-6.73KeV与实验也是符合的，但是由于v2b～0.1比较小，O(αsv2)的修正不太明显。 在B介子半单举衰变到D波粲夸克偶素的过程中，我们利用电弱衰变在低能下的有效理论和NRQCD因子化理论将衰变宽度表示成一系列子过程贡献之和，而每一个子过程贡献可表示成电弱Wilson系数，NRQCD短程系数和长程矩阵元相乘的形式。在次领头阶修正的计算中，紫外发散用维数正规化方案表示，而红外发散利用胶子正规化方案表示。将完全理论中的虚修正和实修正结果相加，我们得到一个紫外有限，但含有剩余红外发散的结果。这样的剩余红外发散需要通过微扰NRQCD中矩阵元的单圈演化来消除。通过正确计算完全理论和NRQCD中的费曼振幅，我们解析地得到了红外安全的短程系数表达式。在这些短程系数中，对于衰变到S波和P波子过程的结果与以前的工作一致，而衰变到D波色单态子过程的短程系数是我们首次得到的。利用这些短程系数，配合我们利用势模型和算符重整化群演化的方法得到的长程矩阵元，我们可以得到B介子半单举衰变到D波粲夸克偶素自旋单态和三重态的衰变分宽度和分支比的理论预言，它们分别约为Br(B→ηc2X)=(0.41-1.24)×10-4，Br(B→ψ(3770)X)=(5-6)×10-4, Br(B→ψ2X)=(1.8-2)×10-3, Br(B→ψ3X)=(0.3-0.9)×10-4。对于ψ(3770)和ψ2，其遍举过程已经在B介子衰变中被观察到，我们所提供的半单举衰变预言可以在未来的实验中进行检验，并应对有些理论上的不确定性如ψ(3770)中的S-D混合效应做进一步研究。而ηc2和ψ3是两个尚未被发现的D波态，我们给其级联衰变的分支比，期待在以后的实验中能够发现它们。