Elektronide tõenäosuslikku paigutust aatomi sees on võimalik välja arvutada ja katseliselt kinnitada. Kas on võimalik ka tõeliselt elektronkattesse piiluda või vähemalt otse aatomite seest pärinevaid andmeid pildiks muuta?

2013. aastal avaldas rahvusvaheline teadlaste rühm pildid, kus väidetavalt esimest korda paistab ergastatud vesiniku aatomi elektronstruktuur. Kasutatud on uut „kvantmikroskoopi”, kus toimib juba 30 aastat tagasi välja pakutud fotoionisatsioonmikroskoopia meetod. Laseriga ioniseeritavast aatomist erinevates suundades väljuvad elektronid suunatakse elektrivälja abil läbi elektrostaatilise läätse ekraanile. Tekkinud elektronlainete interferentsipilt kannab otsest infot elektronide leiulainetest.

Mitterelativistlikku mikromaailma uurib 20. sajandi alguses tekkinud kvantmehaanika. Kvantmehaanika põhitööriist on Schrödingeri võrrand, mille lahendiks on lainefunktsioon. Lainefunktsioon sisaldab kogu võimalikku osakest kirjeldavat informatsiooni, ent see informatsioon, näiteks impulss või asukoht, ei avaldu fikseeritud koordinaatides, vaid hoopis nende koordinaatide esinemise tõenäosusena! Kvantmehaanika seaduste järgi aga ei saa üheaegselt määrata millegi koordinaati ja liikumishulka. Seetõttu on ka nähtav pilt tegelikult väga paljude üksikpiltide summa. Kui lainefunktsioon üle kogu uuritava ruumi summeerida, on tulemus 1. See tähendab, et osake asub 100% tõenäosusega kusagil uuritavas ruumis.

2013. aastal mõõdeti esmakordselt vesiniku aatomi lainefunktsioon, ehk selle osade leidmise tõenäosusjaotus (nagu pildil näha, erinevate ergastusnivoodega elektronkate (sinised kettad) ning tuum (punane täpp keskel)). Et lainefunktsiooni mõõtmine päädib selle kollapsiga mingile kindlale väärtusele, tuleb seda tervikpildi saamiseks mõõta väga mitu korda. Protsess sarnaneb algaja noolemängja mänguga: varem või hiljem, kui ta on piisavalt palju visanud, saab tabamustest kaetud kogu märklaud.