Die experimentelle Forschung von Jürgen Eschner und seinen Mitarbeitern widmet sich der kontrollierten Wechselwirkung zwischen Licht und Materie im quantenmechanischen Bereich. Ziel ist es vor allem, die Umwandlung zwischen Quantenzuständen einzelner Photonen und einzelner Atome zu studieren und experimentell zu verwirklichen. Dazu werden einzelne laser-gekühlte Atome in Atom- und Ionenfallen und quantenmechanisch verschränkte Photonenpaare verwendet, sowie optische Resonatoren hoher Güte, in denen Lichtfelder gespeichert und kontrolliert werden.