调制不稳定性（MI）是物理学的一个重要研究课题，由其非线性作用产生的各种随机波动模式在光学和玻色-爱因斯坦凝聚体中得到了广泛的研究，比如孤子链、法拉第波、时空晶体等。然而，尽管许多理论工作表明超冷费米气体中也可以观测到类似法拉第波的时空模式、且其动力学过程受相互作用调控，实验上并没有观测到这一动力学行为。

实验室武海斌教授团队采用空间调制的红失谐激光激励成功观测到了超流费米气体中的时空模式，研究了相互作用在模式的形成和传播中发挥的作用。激光束的纵向空间调制引起了两种不同模式的自发产生：对于强相互作用的费米气体，由于非线性耦合，伴随声子激发的诱导模式在频率和波矢之间表现出“X”型色散关系，这种色散关系可以拓展至BEC和BCS渡越区域，且其传播速度与声速有关，与平均场以及Monte Carlo理论计算相一致；在无相互作用的费米气体中观察到的模式没有声子激发，传播过程中未观测到空间畸变而且有着更长的寿命。

超流费米气体中光诱导时空模式的研究提供了一种新的非线性操控手段，有助于进一步探索超冷费米气体的物理特性，本系统可以很容易地推广到费米物质波放大、光波量子气体混合、自发光介导磁性和孤子等研究中，研究结果发表于Sci. China Phys. Mech. Astron.64, 294212 (2021)。

图 强相互作用超冷费米气体的时空模式图。(a) 实验装置图，(b) 原子气体一维密度分布的动力学演化图，(c) 原子时空模式的傅里叶谱。