光晶格中的物质波传播：几何与平带效应

光晶格的几何结构可以进行工程设计，从而研究原子沿特定路径模式的输运，而这些模式在固态中难以探测。原子系统易于解决的一个问题是物质波的传播速度如何随晶格几何结构变化。为了解决这个问题，我们从理论上研究了非相互作用和弱相互作用超冷费米原子在几种二维光晶格几何结构中的量子输运。我们发现，尽管三角晶格支持更长的路径，但其传播速度高于正方晶格。体心正方晶格具有甚至更长的路径，然而其传播速度却更快。这一明显的悖论源于动量态的混合，导致量子系统中不同的群速度。标准能带理论提供了解释，并为系统地搜索和设计具有可控物质波传播的系统提供了一种方法。此外，平带的存在（如双腿梯状几何结构中）会导致动态密度不连续性，这与量子输运中移动原子和局域原子的行为形成对比。我们的预测利用现有的实验能力即可实现。