由于冷原子的纯净性和相互作用的可调性，冷原子系统为探索和研究新奇物理提供了理想的平台。最近在中性原子中，人们实现了人工规范势和自旋-轨道耦合相互作用，从而为模拟规范势中的新奇量子现象提供了可能。　　研究表明，自旋-轨道耦合可以带来一系列的新奇物理现象。人们发现在自旋-轨道耦合的存在下，冷原子间的相互作用发生了的改变。例如，自旋-轨道耦合可以使两体散射波函数的短程行为发生改变，引起混合分波散射。由于自旋-轨道耦合引起了低能态密度的改变，从而使得两体束缚态的存在条件发生了的变化。对于费米原子气体，由于自旋-轨道耦合能把s-波和p-波散射通道耦合起来，仅由单纯s-波相互作用可以诱发p-波的超流BCS配对。这个有效的p-波配对为新奇的拓扑超流态和Majorana费米子的实现提供了关键性的条件。　　本论文将对自旋-轨道耦合冷原子的相互作用特性，以及玻色—爱因斯坦凝聚体的基态和动力学行为进行研究。具体地，第一章讨论玻色-爱因斯坦凝聚现象及其冷原子相互作用的Feshbach共振调节;同时还研究了使用周期调制的光场来实现空间变化的原子间相互作用。第二章主要介绍了人工规范势和自旋轨道如何在冷原子中实现。第三章讨论了自旋-轨道耦合如何根本的改变一维散射特性以及对束缚诱导共振的影响。第四章讨论了自旋-轨道耦合引起的玻色-爱因斯坦凝聚体的新奇量子态和动力学。例如，对于二维的自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体，依赖于相互作用和外部势阱的不同，自旋-轨道耦合带来了平面波相，驻波相或涡旋态。由于自旋-轨道耦合带来的多能级结构，一些有趣的相对论动力学效应也可以出现在自旋-轨道耦合的冷原子中。例如，相对论电子的颤抖震荡现象(Zitterbewegung)也能在冷原子中模拟和观测。我们考虑了三分量原子的颤抖震荡现象及其外部磁场和束缚势阱对它的影响。第五章给出本论文的简单总结。