在过去的几十年里，实验和理论的惊人吻合表明标准模型在描述电弱物理方面是成功的，但是标准模型自身的一些不足使人们相信新物理的存在。通常来讲，新物理会以各种方式影响物理量，讨论新物理在物理量中的效应来寻找新物理存在的可能迹象是本文的主要目的。　　 顶夸克是已知的唯一的质量处于电弱尺度上的基本费米子，因此对顶夸克的研究为探索电弱对称破缺提供了—个良好的手段。巨大的顶夸克质量为研究其他大质量粒子的存在提供了条件。精确的测量顶夸克质量可以帮助限制标准模型中Higgs玻色子的质量。而且，在顶夸克的产生和衰变过程中极有可能探测到新物理信号。　　 LHC的能量很高，是一个很大的顶夸克工厂，可以获得大量的统计事例，因此很多与顶夸克相关的研究可以在这里展开。很多物理学家将目光转向了对LHC的研究。　　 而线性对撞机因其背景干净而备受人们青睐。除了e+e-，TESLA线性对撞机工作组提出设计的光子对撞机以它独特的优势引起了人们的重视:它将使我们对一些新物理如Higgs玻色子、超对称以及额外维下的量子引力等有更深入的理解，并且它在一些特定条件下可以达到最有效地探测新物理的目的。　　 我们的工作主要是在LHC强子对撞机和未来的线性对撞机上围绕顶夸克在新物理模型中的性质展开。具体地说，　　 1.我们在新物理理论框架中研究了顶夸克和粲夸克在线性对撞机e+e-，e-γ和γγ上的联合产生。由于GIM机制压低，这种顶夸克与粲夸克的味改变过程在标准模型(SM)中是非常小的。而新物理如双Higgs二重态模型、最小超对称模型以及topcolor-assisted technicolor(TC2)模型都预言了比较大的味改变耦合，从而使得通过这些新物理模型中的顶粲夸克联合产生来探测新物理。结果显示，TC2理论预言的产生几率远远大于其他模型，并且在这种理论中γγ→t(c)具有最大的碰撞截面，在大多数空间中可达到10 fb。从我们的探测分析及几率计算可以得出结论，TC2理论的预言在大多数参数空间能够探测到而其他理论就几乎不能达到可观测水平。　　 2.由于TC2理论预言了非常大的树图味改变耦合，这有可能产生很大的同号顶夸克对过程。基于这种想法，我们在在此理论框架下研究了pp→tt+X和pp→tt(-c)+X过程，发现在大多数参数空间中它们的的截面可以达到几十个fb，而它在强子对撞机的背景很低，所以应该能够被LHC观测到。而在标准模型及其他新物理模型中这种过程截面是非常小的，远没有达到LHC的探测范围。因此研究这种过程在LHC上的产生可以很好地探测TC2理论的性质。　　 3.在LHC强子对撞机上，我们在超对称理论框架下研究了单顶夸克产生过程pp→t、tV(V=g，γ)、th、tj以及顶夸克稀有衰变过程t-ch、cg、cγ和cZ。我们详尽地讨论了这些过程的产生和背景截面以及衰变过程的分支比，结果发现，在大多数参数取值下pp→th和t→ch应该能够被未来的对撞机探测到； cg→t过程则强烈依赖于不同参数取值，有可能在一定情形可以观察到；在参数优化的情况下，pp→tj和t→cg过程才能达到探测器的边缘，因此很难在未来的强子对撞机上探测到；而cg→tV和t→cV则几乎完全位于LHC的探测范围之外。这些顶夸克稀有过程在新物理中的效应非常显著，很有可能在未来的对撞机上探测到。考虑到实验上顶夸克的探测技术日臻成熟以及作为顶夸克工厂的LHC即将运行，我们的研究对通过顶夸克寻找新物理具有一定的理论指导作用。