Kuşkusuz, maddenin yapısını derinlemesine an­lamak için, onun temel öğelerini, yani atomlarını ince­lemek gerekir. Ancak genellikle, bir tek atomun yapı özelliklerini, çevre etkilerinden ayırmak çok zordur. Gerçekten, katı ve sıvılarda, atomlar, komşuları ile kuv­vetlice etkileşirler ve ortak bir davranış gösterirler; gaz­larda ise, atomların hiç durmak bilmeyen ısıl kökenli düzensiz hareketleri(Brown hareketi), onların, birbirleri ile sıkça çarpışmalarına neden olur; bu ise, atom­ların yapısını, az da olsa, bozar. Bu duruma çözüm olarak düşünülmüş olan, iyice seyreltilmiş bir gazda ya da serbest uçuşlu (içindeki atomian birbirlerinden yeterince uzak) bir atom demetinde ise, atomlararası çarpışmaların önemli ölçüde azaltılabilmiş olmasına karşılık, yine de, çözülemez gibi görünen bir sorun var­dır: Atomlar çok hızlı (birkaç yüz m/s büyüklüğündeki hızlarla) hareket ettiklerinden, özel bir atomu, onu iz­lemek ve yakından incelemek üzere yerelleştirmek(lokalize etmek) imkânsız olur. Aslında fizikçiler, birkaç on yıldır, böyle atom topluluklarında duyarlı deneyler yapmayı ve kuantum mekaniğinin büyük yasalarını doğrulamayı başarabiliyorlar. Ancak yine de, yalnız­ca, içindeki parçacık sayıları hiç de az olmayan par­çacık toplulukları üzerinden "ortalaması alınmış" gözlemleri yapabiliyorlar. Oysa, bir tek atomun ya da az sayıda atomun nasıl davrandığının sırlarını çözmek; bu sonsuz küçük sayıdaki parçacıkların, rastgele bir davranış mı ya da belirli bir düzenlilik mi gösterdikle­rini anlamak için, atomları çok küçük bir uzay bölge­sine kapatmak, başka deyişle onları tuzaklamak gerekir. Bir atomu, kendisine dokunmadan, verilen bir uzay bölgesine kapatmak kolay değildir; çünkü atomlar, elektriksel ya da manyetik kökenli uzaktan etkilere ol­dukça az duyarlıdır. Oysa, atom iyonlaştırılmış ise, yani ona bir elektrik yükü kazandırılmış ise, işimiz kolayla­şır. Acaba bir atom nasıl iyonlaştırılır? Bunun için, ato­mun doğal elektron topluluğuna, elektron eklemek ya da bu topluluktan elektron çıkarmak yeterlidir. Böyle­ce oluşan iyon, manyetik ve elektriksel etkilere çok du­yarlıdır. Dolayısı ile, elektromanyetik çekme ve itme etkilerini birleştirerek, iyon, küçük bir uzay bölgesine kapatılabilir.