基于非阿贝尔SU(3)规范对称性的量子色动力学(QCD)是用来描述夸克和胶子之间强相互作用的动力学理论。QCD有两个重要的性质:色禁闭和渐近自由。由于色禁闭,通常情况下夸克和胶子会被禁闭在强子内部;而渐近自由的性质表明在极端高温高密条件下强子中的夸克和胶子会退禁闭出来,形成一种新的物质形态——夸克胶子等离子体(QGP)。实验上,可以通过高能重离子碰撞来产生极端高温高密的区域,这为QGP的形成提供条件。目前,在美国Bookhaven国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)和欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上都已经有大量实验证据表明QGP的存在。但是在高能重离子碰撞中退禁闭QGP的寿命很短,夸克和胶子是不可以被直接探测到的,只有末态强子是可观测的。为了在高能重离子碰撞实验中寻找QGP并探测其性质,我们需要在最终的末态强子观测量和产生的QGP之间建立清晰和明确的联系,并从大量末态粒子数据中选取合适的观测量来确定QGP形成的主要特征,这些观测量就是QGP的信号。喷注淬火是近几十年来高能核物理广泛关注和研究的一种QGP信号。喷注淬火表明在相对论重离子碰撞早期产生的硬部分子在QGP介质中穿行时与介质发生相互作用导致其能量损失。对硬部分子喷注能量损失的研究可以用来验证与硬部分子发生相互作用的QGP的存在并推测QGP的性质。硬部分子喷注的能量损失可以分为弹性碰撞能量损失和辐射能量损失。其中,部分子弹性碰撞能量损失往往被认为要小于辐射能量损失,特别是当喷注的能量足够高时。目前,在理论上有一些计算部分子辐射能量损失的模型,例如,Gyulassy-Wang模型,BDMPS-Z,GLV,ASW,AMY和HT。但是这些模型在计算部分子辐射能量损失时都只考虑了横向散射的贡献而忽略了纵向散射。但是实际上,当一个硬喷注在介质中传播并与核介质发生相互作用时,它们之间会同时交换横向动量和纵向动量。本论文研究了横向以及纵向散射对部分子在核介质中传播时发生的光子和胶子韧致辐射过程的贡献。本论文首先在深度非弹性散射(DIS)框架下计算了核介质中考虑横向和纵向散射贡献的介质激发光子辐射谱,包括单次散射和多次散射两种情况。在单次散射情况下,我们用两种方法来计算介质激发光子辐射谱:(1)引入Yukawa势表示胶子场关联函数,介质激发的光子辐射谱表示为交换胶子三维动量分布的积分;(2)对强子张量做散射胶子三维动量的二阶梯度展开,推导出包含横向动量扩散、纵向能量损失和动量扩散的介质激发光子辐射谱。我们还用二阶梯度展开的方法计算了多次散射情况下的结果。比较单次散射和多次散射的结果,可以发现对于小纵向散射动量,能量损失和动量扩散对单次散射和多次散射的光子辐射谱的主要贡献是相同。另外,横向动量扩散激发光子辐射过程,而纵向能量损失抑制光子的辐射。本论文另一项重要的工作是在DIS框架下研究了核介质中单次散射情况下有横向和纵向散射诱导的胶子韧致辐射过程,其中包括轻夸克-介质激发的胶子辐射谱和重夸克-介质激发的胶子辐射谱。我们拓展了 HT部分子辐射能量损失模型,计算了硬喷注和介质之间交换的横向动量以及纵向动量对胶子辐射过程的贡献。另外,我们讨论了只有横向散射贡献的介质激发胶子辐射谱,在软胶子辐射极限下轻夸克和重夸克的介质激发胶子辐射谱的结果都能简化成为GLV的结果。比较轻夸克和重夸克的介质激发胶子辐射谱,我们可以发现重夸克的质量会缩短辐射胶子的形成时间。本论文的研究对深入了解硬部分子喷注与致密核物质相互作用中的介质激发辐射过程方面上有积极的推动作用。