受限冷原子系统由于其相互作用、晶格常数、组份、维度等的可控性被认为是一种理想的可调控凝聚态系统。近来蓬勃发展的冷原子实验技术给人们提供了一个研究新的人造凝聚态系统的平台。一方面，许多具有高内禀自由度（如准自旋）的粒子被制备出来，为探索新物质态打开了大门。另一方面，由于原子自旋自由度所引起的能级超精细结构会对原子的低能物理性质产生很大影响，很多在传统凝聚体中所没有的新物质态在高自旋冷原子系统中产生。本项目拟研究携带高自旋冷原子系统中的新物质态，内容包括凝聚及其机制、超流、不同有序态的共存和竞争、量子相变、元激发、热力学性质、相干性质、输运性质、动力学性质、以及新物质态里隐藏的新的对称性和量子结构。进一步将研究携带不同自旋的冷原子系统（包括玻色费米混合系统）中的凝聚机制和新物质态，揭示一些新奇量子现象和量子相结构，确定某些重要的物理机制和物理图像，以期能对该客体中的奇妙量子态有一个全面的认识。