热环境中单个分子离子的量子态追踪与控制

理解分子态演化对许多学科至关重要，包括分子动力学、精密测量和基于分子的量子技术。当观测分子统计系综时，演化的细节被掩盖。这里，我们报告了单个分子在热辐射驱动下态之间跃迁（“跳跃”）的实时观测。我们通过微波驱动跃迁逆转这些“跳跃”，使分子停留在选定态的时间提高了二十倍。测量的跃迁速率显示出热环境中的各向异性，表明有可能使用单个分子作为原位探针探测环境场的强度。我们的态检测和操控方法可应用于广泛的物种，促进它们在量子科学、分子物理和离子-中性化学等领域的应用。