Η μελέτη της αλληλεπίδρασης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου με την ύλη ήταν το πιο κομβικό σημείο για την εμφάνιση της κβαντικής θεωρίας, καθώς κατέδειξε την ανάγκη κβάντωσης του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου. Το 1^ο κεφάλαιο ουσιαστικά δίνει το ιστορικό πλαίσιο μέσα στο οποίο αναπτύχθηκε η πρώιμη κβαντική θεωρία του φωτός. Ένα μεγάλο πλήθος όμως φαινομένων αυτής της αλληλεπίδρασης μπορούσε να εξηγηθεί και με την προϋπάρχουσα κλασική θεωρία, που αντιμετώπιζε την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία ως ένα συνεχές ηλεκτρομαγνητικό κύμα και όχι ως ένα σύνολο φωτονίων.

Συνεπώς, μετά την ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας του φωτός έχουμε δύο διαφορετικές προσεγγίσεις στην αλληλεπίδραση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας με την ύλη: την ημικλασική, στην οποία τα άτομα της ύλης αντιμετωπίζονται κβαντικά αλλά η ακτινοβολία αντιμετωπίζεται κλασικά (δηλαδή ως ένα συνεχές ΗΜ κύμα), και την αμιγώς κβαντική, στην οποία αντιμετωπίζονται κβαντικά τόσο τα άτομα της ύλης όσο και η ΗΜ ακτινοβολία (δηλαδή ως σύνολο φωτονίων). Το 2^ο κεφάλαιο πραγματεύεται την ημικλασική προσέγγιση, ενώ αντίθετα στο 3^ο κεφάλαιο παραθέτουμε την αμιγώς κβαντική προσέγγιση.

 Ένα από τα τεχνολογικά επιτεύγματα της αλληλεπίδρασης της ακτινοβολίας με την ύλη είναι η ανάπτυξη των laser. Στο  4^ο κεφάλαιο παραθέτουμε το θεωρητικό υπόβαθρο της λειτουργίας των laser καθώς επίσης περιγράφουμε πως λειτουργεί μια συσκευή laser. Τέλος στο 5^ο κεφάλαιο εξηγούμε πώς τα laser χρησιμοποιήθηκαν για την ψύξη και παγίδευση ατόμων και εξηγούμε πώς ο συνδυασμός ψύξης και παγίδευσης μέσω laser μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πειραματική επαλήθευση της συμπύκνωσης Bose – Einstein.

Κλείνοντας, να επισημάνουμε ότι η εργασία περιέχει παράρτημα, το οποίο περιλαμβάνει την απόδειξη του τύπου της φωτονιακής πυκνότητας καταστάσεων ανά μονάδα συχνότητας εντός κοιλότητας, μια αναφορά στην λεπτή υφή των υδρογονοειδών ατόμων (και στους όρους που την αποτελούν) και τέλος μια μικροσκοπική ερμηνεία της συμπύκνωσης Bose – Einstein. Η χρήση του παραρτήματος κρίθηκε σκόπιμη για να διευκρινιστούν και να συμπληρωθούν έννοιες που είχαν εμφανιστεί στην υπόλοιπη εργασία.

The study of the interaction between the electromagnetic field and matter was the most pivotal point in the emergence of quantum theory, as it demonstrated the need for quantization of the electromagnetic field. The first chapter provides the historical context within which the early quantum theory of light developed. However, a large number of phenomena related to this interaction could also be explained by the pre-existing classical theory, which treated electromagnetic radiation as a continuous electromagnetic wave rather than as a collection of photons.

Therefore, after the development of the quantum theory of light, two different approaches emerged regarding the interaction of electromagnetic radiation with matter: the semiclassical approach, in which the atoms of matter are treated quantum mechanically, while radiation is treated classically (i.e., as a continuous electromagnetic wave), and the purely quantum approach, in which both the atoms of matter and the electromagnetic radiation are treated quantum mechanically (i.e., as a collection of photons). The 2nd chapter discusses the semiclassical approach, whereas the 3rd chapter presents the purely quantum approach.

One of the technological achievements of the interaction between radiation and matter is the development of lasers. In the 4th chapter, we present the theoretical background of laser operation and describe how a laser device works. Finally, in the 5th chapter, we explain how lasers were used for cooling and trapping atoms and how the combination of cooling and trapping through lasers can be employed for the experimental verification of Bose-Einstein condensation.

In conclusion, we would like to point out that the work includes an appendix, which contains the proof of the formula for the photon density of states per unit frequency within a cavity, a reference to the fine structure of hydrogen-like atoms (and the terms that constitute it), and finally a microscopic interpretation of Bose-Einstein condensation. The use of the appendix was deemed appropriate to clarify and supplement concepts that had appeared in the main body of the work.