人类目前已知的四种基本相互作用力为:万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用。其中夸克胶子之间的强相互作用力是由量子色动力学来描述。量子色动力学有两个基本特性——渐进自由和色禁闭。渐进自由表示动量转移越大,耦合常数就越小,夸克之间的相互作用就越弱。色禁闭表示夸克动量转移越小,耦合常数较大,夸克之间的相互作用也越强。色禁闭意味着自然界中不存在单独的夸克。多个带色荷的夸克只能被束缚在狭小的空间内,形成强子,使得总色荷为零。在相对论重离子对撞机（RHIC）和大型强子对撞机（LHC）中,人们通过极端相对论性的重离子碰撞实验,创造出了极端高温高密度的条件,强子中的色禁闭被解除,产生了一种新形态的物质——夸克胶子等离子体（QGP）。这种新形态物质的发现是物理学发展中的一座里程碑,为人们研究宇宙的起源、验证现有理论、研究物质的微观结构和相互作用等方面带来了许多新的研究机会。因此,与高能重离子碰撞中QGP的形成与演化相关的研究是目前高能核物理前沿领域的研究热点。高能重离子碰撞早期所产生的硬部分子喷注穿过这些热密核物质并与之发生相互作用,导致喷注能量损失和横动量展宽效应,这种现象称为喷注淬火。喷注淬火提供了在高能重离子碰撞中热密核物质QGP形成的重要证据,是探测QGP性质的硬探针。喷注淬火的各种不同效应不仅能够反映QGP介质的输运性质,而且能够通过碰撞末态物理观测量的变化反映出来,是喷注-介质相互作用的一个重要方面。另外一个重要的方面是介质对喷注传播的响应。硬喷注损失的能量和动量沉积在介质中,可能会诱导介质的激发,修正QGP介质的时空演化和许多与喷注相关的观测量。探索喷注诱发的介质响应效应是相对论重离子碰撞中喷注淬火研究的一个持续关注的问题。因此,本文针对喷注-介质相互作用的两个重要方面开展喷注淬火研究。我们利用了多相输运模型（AMPT）来模拟相对论重离子碰撞中QGP介质的动力学演化和喷注-介质之间的相互作用。这个耦合的模型已经被用来研究很多喷注与介质相互作用的观测量,例如各向异性集体流,双喷注和γ-喷注不对称,喷注碎裂函数和喷注形状等。我们在以往文献给出的研究基础上,通过整体喷注的研究鲜明地指出了喷注能量损失的大角度再分布的特点,而且在学术界首次提出淬火喷注周围的重子介子产额比的增大是介质对喷注淬火响应的独有特征。我们首先研究了高能重离子碰撞双喷注事件中的整体横动量平衡与喷注损失的能量再分布。我们计算分析了双喷注事件中的横动量不对称度分布和横动量投影,数值结果定性符合CMS的实验数据。我们的研究结果表明硬喷注损失的能量会通过弹性碰撞输运到距离喷注轴线较远的大角度区域。我们其次研究了相对论重离子碰撞中喷注淬火引起的整体喷注形状的变化。通过构造喷注-粒子关联的方法,我们对相对论重离子碰撞中喷注损失的能量在QGP介质中的演化以及末态再分布的问题进行了系统的研究。我们详细分析了喷注周围的不同横动量的带电粒子在相对于喷注轴径向距离较大范围的分布情况,以及它们对喷注形状的贡献。数值结果表明,Pb+Pb碰撞相对于p+p碰撞在大角度区域中的软粒子的贡献有显著的增强效应,与最近CMS的实验数据定性符合。硬喷注损失的一部分能量被远离喷注轴较大角度的软粒子携带,这种现象是由喷注淬火和介质响应共同导致的。最后,我们首次找到了喷注能量损失的介质响应的一个独有特征:淬火喷注周围的重子与介子产额比的增大。应用喷注-粒子关联的方法,我们预言了在触发喷注周围的中等pT的关联粒子中的重子介子产额比在Pb+Pb碰撞中相对于p+p碰撞中有显著的增加。考虑到重子介子产额比的增大是高能重离子碰撞中部分子组合（coalescence）的普适特征,无论组合模型的细节如何,我们对介质响应独有特征的预测是具有鲁棒性（robust）的。一旦得到证实,它将为重离子碰撞中介质对喷注淬火的响应提供明确的证据。我们还分析了 p+Pb碰撞中喷注周围的重子与介子产额。数值结果表明,喷注周围的重子与介子产额比的增强效应没有Pb+Pb碰撞中的效应明显,可能原因是p+Pb碰撞产生的QGP寿命和体积较小。将来我们计划研究O+O、Ar+Ar和Xe+Xe碰撞等小系统中的喷注能量损失再分布和介质响应现象。这些研究是p+p碰撞和Pb+Pb碰撞大系统喷注淬火研究的桥梁,有利于人们进一步理解热密QGP的喷注淬火硬探针信号。