1981年隨著掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope）的發明，物理學家作出了一個突破，它為在蘇黎世（Zurich）的IBM實驗室工作的科學家蓋爾德·賓尼（Gerd Bining）和海因里希·羅雷爾（Heinrich Rohrer）贏得了諾貝爾獎。
突然間，物理學家獲得了單個原子們排列成化學書中的模樣的驚人“圖像”，這是曾被原子理論的批評者們認為不可能的情形。排列在水晶和金屬中的原子的絢麗照片如今已成為可能。科學家們常常使用的化學式中有一系列復雜的原子包裹在一個分子中，可以用肉眼看見。此外，掃描隧道顯微鏡使得操控單個原子有了可能性。事實上，“IBM”三個字母被使用原子給拼寫了出來，在科學界制造了一陣轟動。科學家們在操控單個原子時不再茫然了，而是能夠確實看到它們，與它們嬉戲。