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本论文主要研究在高能重离子碰撞实验和早期宇宙中，伴随着对称性破缺相变所产生的拓扑缺陷的形成和演化。首先，本文介绍了对称性破缺相变的基本概念和拓扑缺陷的基本性质。然后利用Kibble-Zurek机制，研究了手征相变过程中产生的π弦在高能重离子碰撞实验(质心能量为√s=5.5TeV铅-铅碰撞的LHC实验)中的可能的观测效应。其次，讨论了QCD手征相变中U(1)A轴对称性的问题，并且给出类似于kink形式的解domainwall和在高能重离子碰撞实验中探测这些domainwall的可能的方法。另外，除了从高能重离子碰撞实验中寻找拓扑缺陷之外，本文还将研究早期宇宙中与U(1)B-L规范对称性相关的B-L宇宙弦的产生和演化。根据目前的中微子实验，给出了简并中微子对B-L宇宙弦的一些的限制。最后，在O(4)线性sigma模型的框架下，研究了有限温度、有限同位旋化学势密度对手征相变的影响。在本论文中提出了一种引入同位旋化学势密度的机制，然后利用CJT有效势的方法，得到模型中介子有效质量的gap方程和Hartree近似下的数值结果。