量子色动力学是描述强相互作用的重要理论。它预言,当达到极高温度和极高密度的条件后,普通的强子会发生相变而形成一种新的物质形态,即夸克胶子等离子体(QGP)。由于QGP存在的时间较短,实验上不易直接观测,所以需要从理论和实验上通过其它的观测量来探究QGP存在的证据。QCD相图是表示强相互作用的相结构。它的纵坐标参数是温度T,横坐标参数是重子化学势μB。QCD相图中标示出了强子气体相,夸克胶子等粒子体相和色超导相所处的位置和边界。在一阶相变的边界有一个终点,它是二阶相变的临界点,这个点就是QCD临界点。人们现在正在努力确定QCD临界点的具体位置。理论上发现了临界点附近高阶矩和关联长度以及热涨落的关系。理论表明高阶矩和关联长度ξ之间有强烈的依赖关系。二阶矩,即方差,和ξ2成正比；三阶矩,即skewness,和ξ4.55成正比；四阶矩,即kurtosis,和ξ7成正比。同时格点QCD理论和HRG模型指出,高阶矩与热介质的感应率之间关系密切。因此可以通过高阶矩来寻找临界点的相关信息。本文将介绍一个简单模型来研究重离子碰撞中净质子分布的高阶矩。这个模型仅考虑了重子阻塞效应和重子的成对产生这两个最基本的物理效应。模型中的参数可以通过拟合实验上测得的不同中心度下的净质子分布的结果来确定。一旦参数确定下来,我们就可以利用净质子的分布函数来计算高阶矩。将这个简单模型运用到Au+Au碰撞和Cu+Cu碰撞中,由于这两种碰撞间存在着一定的差别,使得在相同的物理背景的考虑下,它们的净质子的分布有所不同。模型中的参数和能量与中心度之间也存在着一定的关系。考虑到相对论重离子碰撞过程中发生的多重散射以及重子数和能量密度扩散的作用,本文探究了参数分别与能量和中心度的关系,并将Au+Au碰撞和Cu+Cu碰撞的结果进行比较分析。详细说明了结果出现的原因和蕴含的物理意义。有了参数与能量和中心度间的关系,就可以预言给出LHC能量下Pb+Pb碰撞在(?)=2760GeV时,不同中心度下的净质子分布。超相对论量子分子动力学(UrQMD)模型是一个微观输运模型,它可以模拟从SIS到RHIC能区的所有碰撞。模型包含了碰撞过程中的初始化,演化以及最后凝出(freze-out)的全过程。模型中包含的参数是通过和实验结果的对比确定的。新版本的模型中还包含了流体力学演化的过程。UrQMD模型被广泛的用来研究很多物理问题。在高能重离子碰撞中,末态粒子的密度分布存在起伏。这种起伏来源于统计起伏和动力学起伏。统计起伏是由于粒子数不够多而产生的。动力学起伏是由于系统的内部原因而造成的。动力学起伏反映着碰撞过程中的某些物理机制,所以通常需要去掉统计起伏来分析动力学起伏进而找出物理规律。非线性动力学起伏的一个表现是具有分形的性质。去势涨落分析方法(DFA)和多重去势涨落分析方法(MFDFA)是两种研究观测量分形性质的方法。一维的DFA和MFDFA已经被用来研究核乳胶实验中末态粒子的分形性质。由于实际的碰撞过程是在三维相空间中进行的,所以二维的DFA和MFDFA的方法就显得更为重要。本文将一维的DFA和IMFDFA方法延伸到二维,并分析了UrQMD模型产生末态粒子的分形性质。在相对论重离子碰撞中,QGP系统的大小和寿命是大家普遍关心的问题。HBT干涉可以通过关联函数来间接确定反应区域的大小。HBT关联是提取发射源时空信息和动力学信息的重要方法。通常采用在LCMS参考系和"out-side-long"坐标系下HBT关联的函数表达式。考虑到不同的末态相互作用,实验上分别用三种不同的拟合方式对实验结果进行分析。本文结合UrQMD模型产生的末态粒子数据,分析了它们HBT关联的性质。