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Esta tesis se ocupa, en el marco de la teoría de Electrodinámica Cuántica en Cavidades, de la interacción de luz y materia bajo un bombeo continuo e incoherente. Como tal, aplica a sistemas físicos como es un punto cuántico--que provee de excitones (materia)--dentro de una cavidad semiconductora--que provee de fotones (luz).

Considero dos modelos para describir su interacción: el modelo lineal (para excitones bosónicos) y el modelo de Jaynes-Cummings (para excitones fermiónicos). En el llamado regimen de acoplo fuerte, fotones y excitones interactúan fuertemente, perdiendo su identidad y dando lugar a nuevas partículas, los polaritones 0-dimensionales.

La física de polaritones se ve gravemente afectada por la decoherencia, que añado a la teoría a través de términos Lindblad en una ecuación maestra. Las dos fuentes principales de decoherencia en semiconductores son la disipación (pérdida de partículas) y el esquema cw de excitación fuera de resonancia (injección continua de partículas). Aunque el efecto del decaimiento ha sido estudiado desde los comienzos de cQED, el efecto del bombeo incoherente has sido poco tenido en cuenta. Aquí muestro cómo y en qué casos el efecto conjunto de bombeo y decaimiento puede impedir o favorecer la formación de polaritones.

El modelo bosónico se resuelve exactamente mostrando las consecuencias cualitativas y cuantitativas que el bombeo tiene en los experimentos, en particular, en medidas espectroscópicas de fotoluminescencia. El problema fermiónico se resuelve semi-analíticamente, y se propone como una herramienta de laboratorio para estudiar la transición del régimen cuántico al clásico.

La observación de polaritones en los espectros de emisión depende crucialmente del bombeo y de la naturaleza de los excitones (bonónica o fermiónica), como muestro en el texto. Otras propiedades de estos sistemas como correlaciones de primer y segundo orden, ganancia de uno o dos fotones, efecto láser y ``entanglement'' son también discutidas.