Die Forschungsarbeiten von Esslinger und seinen Mitarbeitern haben einen interdisziplinären Austausch zwischen Gruppen auf den Gebieten der Quantengase und der Festkörperphysik angeregt. Wichtige Ergebnisse der vergangenen Jahre umfassen die Entwicklung eines Quantensimulators für Graphen[10], den Aufbau eines optomechanischen Systems bestehend aus einem optischen Resonator und einem Quantengas, in welchem zum ersten Mal der Dicke-Quantenphasenübergang beobachtet wurde[11], sowie die Schaffung eines auf Atomgasen basierenden Analogon eines mesoskopischen Leiters[12] und der Beobachtung des Einsetzens von Suprafluidität in diesem System[13]. Esslinger erhielt 2000 einen Philip Morris Forschungspreis (gemeinsam mit Theodor Hänsch und Immanuel Bloch). Esslinger hat zwei Advanced Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten, mit Förderung ab 2010 bzw. 2017.[14] Er ist Autor von mehr als 80 Fachpublikationen, die insgesamt mehr als 29000 Mal zitiert wurden (Stand September 2020)[15].
↑I. Bloch, T. W. Hänsch & T. Esslinger, Measurement of the spatial coherence of a trapped Bose gas at the phase transition Nature 403, 166–170 (2000)
↑M. Greiner, I. Bloch, O. Mandel, T. W. Hänsch & T. Esslinger, Exploring Phase Coherence in a 2D Lattice of Bose-Einstein Condensates Physical Review Letters 87, 160405 (2001)
↑M. Greiner, O. Mandel, T. Esslinger, T.W. Hänsch & I. Bloch, Quantum Phase Transition from a Superfluid to a Mott Insulator Nature 415, 39-44 (2002)
↑T. Stöferle, H. Moritz, C. Schori, M. Köhl & T. Esslinger, Transition from a Strongly Interacting 1D Superfluid to a Mott Insulator Physical Review Letters 92, 130403 (2004)
↑L. Tarruell, D. Greif, T. Uehlinger, G. Jotzu & T. Esslinger, Creating, moving and merging Dirac points with a Fermi gas in a tunable honeycomb lattice Nature 483, 302–305 (2012)
↑K. Baumann, C. Guerlin, F. Brennecke & T. Esslinger, Dicke quantum phase transition with a superfluid gas in an optical cavity Nature 464, 1301–1306 (2010)
↑J.-P. Brantut, J. Meineke, D. Stadler, S. Krinner & T. Esslinger, Conduction of Ultracold Fermions Through a Mesoscopic Channel Science 337, 1069–1071 (2012)
↑D. Stadler, S. Krinner, J. Meineke, J.-P. Brantut & T. Esslinger, Observing the drop of resistance in the flow of a superfluid Fermi gas Nature 491, 736–739 (2012)