近期，中国科学院国家授时中心量子频标研究室（中国科学院时间频率基准重点实验室）研究员张首刚带领的研究组在冷原子研究方面取得了新的进展。研究小组分别对耦合原子分子凝聚体、自旋轨道耦合凝聚体中的新奇量子态及其物性开展了研究工作，并提出了相关实验测量方法。 

　　研究小组张晓斐、董瑞芳、王鑫和张首刚等人首先研究了原子分子耦合系统的暗态解，并考虑了真实体系中束缚势的影响。研究表明，通过调控原子-原子，原子-分子，以及分子-分子间的相互作用强度，可以获得该耦合系统在谐振子、双阱、光晶格、超格子等外部束缚势中的精确暗态解。研究成果发表在Optics Communications 291, 455 (2013)。 

　　近年来，人造规范势在冷原子体系中的实现，突破了中性原子不能模拟带电粒子行为的禁区。研究小组研究了具有Rashba 型自旋-轨道耦合相互作用的玻色气体在共心双环外势中的基态相图及其量子相变，并探讨了外部旋转对系统物性的影响。研究发现自旋轨道耦合相互作用和旋转可以分别作为两个独立的“开关”，用于获得各种不同的基态相以及调控不同相之间的量子相变。研究成果发表在美国物理学会期刊Phys. Rev. A 86, 063628 (2012) 和Physics Letters A 377, 1109 (2013)。在此基础上，研究小组正在开展自旋轨道耦合偶极量子气体的基态相图及其量子相变，多分量凝聚体中的量子涡旋及其结构相变等研究，部分研究结果已投稿Physical Review A, Annals of Physics等国际权威期刊。 

　　这些研究进一步提高了对光与物质相互作用的认识，并对量子调控、精密物理测量、以及冷原子钟等具有潜在的应用价值。 

　　研究工作得到了国家973项目、国家重大科研仪器研制项目、国家自然科学基金重点项目和青年项目、中科院西部之光重点项目、陕西省科学技术研究发展计划青年科技新星项目、以及国家授时中心人才项目的资助。