In München übernahm Aidelsburger 2017 die Leitung einiger Forschungsgruppen am Lehrstuhl für Quantenoptik von Immanuel Bloch an der LMU. 2019 bewarb sie sich erfolgreich um einen Starting Grant des Europäischen Forschungsrats zum Thema synthetische Quantenmaterie.[4] und wurde daraufhin im Alter von 32 Jahren als Professorin auf den Lehrstuhl für Synthetische Quantenmaterie berufen.
Ihre Forschung befasst sich mit Gittereichtheorien und deren Kopplung an fermonische Materie.[5] Sie führt Quantensimulationen der Vielkörperphysik durch. Diese Simulationen können ein hohes Maß an Kontrolle und ein komplexes physikalisches Verhalten erreichen, einschließlich der Vielteilchenlokalisierung und der Fragmentierung des Hilbertraums.[6] Sie können so gestaltet werden, dass sie Phasen außerhalb des Gleichgewichts und topologische Gittermodelle untersuchen, einschließlich des Haldane-Modells und des Hofstadterschen Schmetterlings.[7] Ihre Experimente beinhalten typischerweise eine Laserkühlstufe, in der Atome auf sehr niedrige Temperaturen abgekühlt werden (wobei entweder Bose-Einstein-Kondensate oder entartete Fermi-Gase entstehen), die sie in optische Potentiale einfängt, die durch interferierende Laserstrahlen erzeugt werden.[8]