Desde 1934, Egon Orowan, Michael Polányi y G. I. Taylor habían propuesto de forma independiente la existencia de dislocaciones —defectos lineales en la red cristalina de los metales— como mecanismo teórico para explicar por qué los metales reales se deforman plásticamente con esfuerzos mucho menores que los predichos por un cristal perfecto. Durante más de veinte años, las dislocaciones siguieron siendo un constructo matemático: nadie las había observado jamás. Un paso técnico intermedio resultó decisivo para que la observación directa llegara a ser posible: hacia 1949, Robert D. Heidenreich, en los Bell Labs, desarrolló un método de adelgazamiento electrolítico capaz de producir láminas metálicas lo bastante finas como para ser atravesadas por un haz de electrones, y aplicó la teoría dinámica de difracción de Hans Bethe —en lugar de la teoría cinemática, que demostró insuficiente— a la interpretación de las imágenes resultantes. Heidenreich no llegó a resolver dislocaciones individuales con el instrumento de 50 kV que tenía disponible, pero su trabajo en preparación de muestras y en teoría de contraste de difracción fue, según relatos posteriores de los propios protagonistas, la vía por la que el grupo de Cambridge —a través de una visita de Michael Whelan a los Bell Labs— conoció las técnicas que aplicaría poco después con el microscopio Siemens Elmiskop I, de mayor voltaje. En 1956, en el Cavendish Laboratory de Cambridge, Peter B. Hirsch, Robert W. Horne y Michael J. Whelan, trabajando con ese microscopio electrónico de transmisión de 100 kV sobre láminas finas de aluminio, observan por primera vez de forma directa la disposición y el movimiento individual de dislocaciones reales en el interior de un metal. El hallazgo se produce de forma parcialmente fortuita: al retirar la apertura del condensador, un flujo súbito de electrones calienta localmente la lámina de aluminio, poniendo en movimiento visible varias dislocaciones ancladas en un límite de subgrano. El equipo logra resolver redes de dislocaciones, nodos, fronteras de inclinación (tilt boundaries) y el fenómeno de deslizamiento cruzado (cross-slip) de dislocaciones de tornillo, demostrando que el microscopio electrónico de transmisión puede revelar defectos cristalinos a una escala inalcanzable para el microscopio óptico. El trabajo proporciona la primera prueba visual irrefutable de una entidad que hasta entonces solo existía como modelo abstracto, y desplaza el estudio de los materiales desde una disciplina mayormente empírica hacia una ciencia basada en la observación directa de mecanismos físicos. La técnica de contraste de difracción desarrollada a partir de este trabajo se convierte en herramienta estándar de la ciencia de materiales moderna, con aplicaciones que se extienden después a semiconductores y aleaciones aeroespaciales.