夸克-胶子等离子体（QGP）是一种在极高温或极高密条件下形成的液态凝聚态物质。量子色动力学（QCD）预测初期宇宙和中子星内部都存在QGP物质,物理学家们在高能重离子（核-核）碰撞实验中也发现了 QGP物质。QGP物质因具有强耦合低粘滞流体的性质,而被称为“完美流体”。在高重子化学势、低温区,QGP会相变为色超导相。在高能碰撞中产生的QGP物质体积极小（几千个fm3）,且存在的时间很短（几十个fm/c）,所以人们无法直接探测其性质,当前的研究都是基于对QGP物质强子化后形成的末态粒子的分析来反推其性质的。本文在多源热模型框架内,通过双组分Erlang（厄兰）分布和Tsallis-Pareto-type函数拟合了交变梯度同步加速器（AGS）到大型强子对撞机（LHC）能区不同碰撞系统中几种末态轻粒子的横动量（或横质量）分布。根据拟合的归一化常数得到了反正粒子的产额比,基于产额比提取了几种轻强子和夸克的化学势,分析了粒子化学势对质心能量、核尺寸和碰撞中心度的依赖关系,提取了产生QGP物质的临界碰撞能量,并结合QCD相图讨论了 QGP的性质。通过分析核-核中心碰撞中末态粒子的反正粒子的产额比,发现产额比的对数与碰撞能量的倒数是线性相关的。根据这一关系计算出化学势,并通过解析求解,得出在3.526 GeV下化学势有极大值,该质心能量可能是碰撞系统产生QGP物质的临界碰撞能量。当碰撞能量大于3.526 GeV时,化学势的绝对值随着碰撞能量的增大而减小,且在极高碰撞能量区域,化学势值趋于0,说明相对于气态夸克物质,QGP物质具有更长的寿命,故在化学冻结前,QGP的粒子数密度因更长时间的膨胀而变得更低。同时也说明在RHIC和LHC能区,特别是在LHC能区,部分子相互作用可能担当着重要的角色。通过对比分析质子-质子（pp）碰撞系统与核-核中心碰撞系统中三种轻强子（π、K和p）和三种轻夸克（u、d和s）的化学势随碰撞能量的变化关系,发现pp碰撞系统中π粒子的化学势（μπ）是正的,而核-核中心碰撞系统的μπ是负的,且两者随碰撞能量的变化规律是关于零值对称的;而其余五种粒子的化学势随碰撞能量的变化规律是一样的,且可以被同一个公式所描述。通过进一步对氘-金（d-Au）碰撞系统的研究,发现其μπ也是正的,与pp碰撞系统的一致,说明碰撞系统的核尺寸对QGP性质有一定程度的影响。通过分析不同中心度下金-金（Au-Au）、铅-铅（Pb-Pb）、d-Au碰撞中产生的末态粒子的化学势,发现化学势的绝对值随中心度区间值的增大而减小（少数粒子的化学势变化不明显）,其中,μp的变化值与相对变化率都是最大的,规律最为明显。化学冻结时刻,边缘碰撞系统粒子团簇的粒子数密度要小于中心碰撞系统的,故QGP粒子数密度的降低可能是边缘碰撞系统化学势减小的原因。通过对7.7到62.4 GeV不同中心度下Au-Au碰撞系统的研究,发现各个中心度的产额比的对数与碰撞能量的倒数都是线性相关的,且斜率的绝对值随中心度区间值的增加而减小,表明产生QGP物质的临界碰撞能量不依赖于碰撞中心度,粒子数密度大的QGP物质对碰撞能量更敏感。另外,根据双组分厄兰分布对碰撞系统（pp、d-Au、Au-Au、Pb-Pb）中产生的末态轻粒子（π±、K±和p）的横动量（或横质量）分布分析的结果表明,不同能量不同中心度条件下的碰撞系统产生的末态轻粒子主要由软激发和硬散射两个过程共同激发产生。软激发过程主要来自数个海夸克和胶子之间的相互作用,而硬散射过程主要来自两个夸克或胶子之间更强烈的迎头碰撞。研究发现,软激发过程的贡献份额均在50%以上,甚至高达90%以上,即软激发过程的贡献份额大于硬散射过程,表明碰撞系统的激发程度主要由软激发过程决定。