超冷原子气体具有环境纯净,操控灵活等重要优势,已成为进行量子模拟的一个绝佳实验平台。磁场调控的Feshbach共振是用来调节超冷原子间相互作用的一个重要技术手段。利用宽的s波Feshbach共振能够得到稳定的强相互作用量子气体,它已被广泛应用于研究新奇量子少体和多体物理现象。与之相比,虽然受高分波Feshbach共振调控的原子气体被预言具有更加丰富的物理现象和量子相变,但低原子损耗的宽的高分波Feshbach共振却尚待发现。本文对超冷原子气体中宽的高分波Feshbach共振同时开展了实验和理论方面的研究。我们搭建并进一步升级了一个超冷铷85-铷87混合原子气体实验平台,该平台可实现对磁场高达1000高斯的Feshbach共振的测量。利用这一系统,作者首次在实验上观测到宽的d波Feshbach共振以及其特有的由自旋-自旋相互作用引起的三重劈裂结构。这些具有良好操控性的d波宽共振对模拟与d波相关的量子多体系统有重要的指导意义。上述实验工作是在一个多通道量子亏损理论的启发和指导下完成的,这一理论在预言和描述高分波Feshbach共振方面具有良好的高效性和鲁棒性。基于这个理论,作者进一步计算了p波和d波共振的劈裂结构并与实验测量结果进行了定量对比。其中共使用了三种计算方法,分别是将多通道量子亏损理论与微扰论结合,将多通道量子亏损理论与Kohn变分原理结合,以及耦合通道计算方法。这些工作加深了对于自旋-自旋相互作用是如何影响超冷碰撞和Feshbach共振的理解。最后,作者利用多通道量子亏损理论对所有稳定的碱金属原子系统中宽的高分波Feshbach共振进行了深入研究。在许多碱金属系统中我们预言了新的宽s波、p波和d波Feshbach共振,并确认和详述了一个最近报道的钾41原子所具有的独特的超宽d波形状共振。除此之外,我们还发现在所有的费米碱金属体系中均不存在没有两体原子损耗的宽p波或d波Feshbach共振。上述工作为实验探索高分波耦合主导的多体物理提供了有益指导。