本项目拟利用光格子冷原子技术设计几种凝聚态模型，并讨论其基态、激发态和磁性。由于实验上光格子冷原子系统的简洁和易操控，光格子构型和冷原子种类、相互作用的丰富多样，可用来研究已有的模型，设计新的模型，并和实验进行比较。本项目拟研究由光格子冷原子模拟的耦合自旋梯子、双层海森堡模型等具有二聚物（dimer）结构的自旋模型、Bariev模型、负U哈伯德模型，利用键算符等方法讨论其基态、激发态随外场参数的演化，研究可能出现自旋相及磁性量子相变，设计实验观测方案。由于光格子冷原子系统的新特点，对这些模型的研究可以延伸到以前未涉及的参数区域，自旋间也会出现新的相互作用，导致系统出现新的量子相。