目前一系列的实验，包括间接探测，直接探测和对撞机探测都在试图寻找暗物质粒子的踪迹。由于粒子物理标准模型无法解释暗物质的存在，这也预示着需要超出标准模型的新物理来提供合适的暗物质候选者。此外进十余年间一系列中微子实验也从很多角度揭示了标准模型的不足，提供了认识新物理的可能。围绕着寻找暗物质与新物理的主题，本文详细叙述了以下几个工作:　　(1)PAMELA/Fermi/ATIC所观测到的高能正负电子超出可以由暗物质湮灭所产生的信号来解释。为了得到解释数据所需的大湮灭截面，文献中提出了一种Breit-Wigner机制。本文的工作中考虑了暗物质的运动学退耦效应对Breit-Wigner机制的影响。发现暗物质和热辐射的散射过程在宇宙温度为O(10)GeV时即退耦，从而导致暗物质温度迅速下降和快速湮灭。如果要求模型能够预言正确的暗物质残余密度，那么它无法提供解释高能正负电子超出所需的大的暗物质湮灭截面。　　(2)2011年中微予振荡实验OPERA宣称观测到了运行速度超过真空光速的高能中微子。一种对此的理论解释是中微子部分存在量级为O(10-5)的洛伦兹对称性破坏。基于一类简单的洛伦兹破坏有效理论，本文考虑了来自中微子产生过程π+→μ++vμ的限制。如果要求这个过程不被运动学禁戒，那么量级为O(10-5)的洛伦兹破坏预示着OPERA不可能观测到能量大于5GeV的中微子。此外，文中还讨论了如何通过超光速中微子的衰变能损过程，在高能大气和天体中微子能谱上将洛伦兹破坏参数限制到更小的量级。　　(3)2011年起CMS和ATLAS公布了一系列超对称信号的寻找结果，结论是没有找到可信的信号。本文的工作研究了在LHC对轻的标量顶夸克(stop)对产生信号的寻找。文中具体以一种非统一软破缺参数超对称模型做为例子，考虑了一系列高能实验和暗物质实验的限制。发现如果超对称带色粒子只有stop粒子，那么目前7TeV的LHC无法发现这样的stop产生的超对称信号。特别是如果stop和暗物质粒子的质量非常接近，这样的stop对信号在LHC上反映为软喷注加丢失的横能量，非常难以在LHC上进行检验。