在量子散射中，当一个散射态和一个(准)束缚态共振耦合时就会发生散射共振。按照(准)束缚态和散射态是否处于同一个散射通道，散射共振又可以分为shape共振和Feshbach共振。散射共振在原子、分子以及离子等体系中十分常见，是调节粒子间散射性质的重要工具，广泛应用于这些体系对量子多体物理的研究之中。
超冷原子气体实验一般使用磁Feshbach共振来控制粒子间的相互作用。然而，不可调节的共振位置和共振宽度有时候会限制其应用，特别是对那些共振磁场位置过大、共振宽度过窄以及缺少共振的原子种类。此外，磁场调控通常也难以实现空间上局域的和时域上快速的调控。相比之下，借助光场、微波或射频来实现的Feshbach共振会更加灵活。光Feshbach共振通过激光直接耦合自由原子态和分子激发态实现，但激发态的自发辐射会带来很大的非弹性原子损失。用微波或射频实现的Feshbach共振则可以避免自发辐射的效应，但其共振耦合强度通常会被微波或射频信号的功率所限制。这些多样化的实现方案极大地提升了冷原子实验的调控能力。
最近，物理系研究组提出了通过调制来实现Feshbach共振的一种机制，并利用光强调制的方式在冷原子系统中对该机制进行了观测。其原理是通过调制自由原子态和分子态之间的能量差来耦合两个碰撞态。在单频调制下，当调制频率和两个碰撞态之间的能量差接近时，共振就会产生。此时，原子的散射性质也会相应改变，原子间散射长度与调制参数的关系和磁Feshbach共振下原子间散射长度与磁场大小的关系具有类似的形式。如果用多个频率进行调制，该机制还可以利用量子干涉效应来抑制非弹性原子损失。
(a) 实验设置图；(b) 通过能级调制耦合两个碰撞态的示意图。
在实验中，133Cs原子两个碰撞态的能量差通过一束远失谐光的交流Stark效应来控制，能量差的调制则利用光强的调制实现。当光强的调制频率接近分子态结合能对应的整数阶共振频率时，调制诱导的共振便会引起光学势阱中的原子损失，从而在实验上被观测到。通常情况下原子损失极大值处的调制频率对应着一阶共振频率，但随着调制强度的增大和调制频率的减小，更高阶的调制共振信号也能被探测到，这对应着自由原子态吸收或放出多个调制量子而耦合到分子态的过程。这种光强调制的方法能够用来实验上探测Cs2分子态的能谱，包括原子散射阈值以下的束缚态和以上的准束缚态，以及分子态之间的回避交叉。对比磁场调制，光强调制可以探测更深的以及相应碰撞态能量差对磁场调节不敏感的分子。
(c) 6g(6)和6s分子态对应的一阶调制共振信号；(d) 4g4分子态对应的一阶、二阶和三阶调制共振信号；(e) 通过光强调制测得的Cs2分子态能谱。
该研究成果以“Observation of modulation-induced Feshbach resonance”为题，于2025年11月13日发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。清华大学物理系2022级博士生王童康和2023级博士生刘聿岐为该论文的共同第一作者，清华大学胡嘉仲、陈文兰副教授、香港大学张振东副教授为该论文的共同通讯作者。论文合作者还包括清华大学物理系博士生王均东、黄又佳（已毕业）。
文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/qrz6-gjp6
