यह एक आकर्षक प्रश्न है कि कैसे ठोस वस्तुएं, जैसे कि दीवारें, हमारे लिए अभेद्य बनी रहती हैं, भले ही परमाणु, जो पदार्थ के निर्माण खंड हैं, मुख्य रूप से खाली स्थान से बने होते हैं। इसका रहस्य भौतिकी के दो मौलिक सिद्धांतों में निहित है: विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण और पाउली अपवर्जन सिद्धांत।
परमाणु एक घने नाभिक से बने होते हैं जिसके चारों ओर ऋणात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों का एक बादल होता है। जब दो परमाणु एक-दूसरे के करीब आते हैं, तो उनके इलेक्ट्रॉन बादल, जो इलेक्ट्रॉनों के पाए जाने की संभावना वाले क्षेत्र हैं, स्थिरवैद्युत बलों के कारण एक-दूसरे को पीछे हटाते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि इलेक्ट्रॉन सभी ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं, और समान आवेश एक-दूसरे को पीछे हटाते हैं। यह प्रतिकर्षण इलेक्ट्रॉन बादलों को महत्वपूर्ण रूप से ओवरलैप करने से रोकता है, प्रभावी रूप से एक बाधा बनाता है। इसकी कल्पना दो चुम्बकों के समान ध्रुवों को एक साथ धकेलने के रूप में की जा सकती है, जहाँ चुंबकीय क्षेत्र उन्हें अलग धकेलते हैं। यह विद्युत चुम्बकीय प्रतिकर्षण ही है जो हमें किसी वस्तु को छूने पर जो दृढ़ता महसूस होती है, उसका कारण बनती है; यह वास्तव में हमारे शरीर के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों और वस्तु के परमाणुओं के इलेक्ट्रॉनों के बीच एक प्रतिकर्षण है।
इस अभेद्यता को और मजबूत करने वाला सिद्धांत पाउली अपवर्जन सिद्धांत है। यह क्वांटम यांत्रिक सिद्धांत बताता है कि कोई भी दो समान फर्मिऑन (जैसे इलेक्ट्रॉन) एक ही समय में एक ही परमाणु या अणु के भीतर एक ही क्वांटम अवस्था पर कब्जा नहीं कर सकते। सरल शब्दों में, इसका मतलब है कि विभिन्न परमाणुओं के इलेक्ट्रॉन एक ही सटीक स्थान पर एक साथ नहीं रह सकते। यद्यपि क्वांटम टनलिंग कणों के अवरोधों से गुजरने की एक सूक्ष्म संभावना की अनुमति देता है, लेकिन एक मानव के लिए, जो परमाणुओं की एक विशाल संख्या से बना है, दीवार से टनलिंग करने की संभावना अत्यंत कम है, जिससे यह व्यावहारिक रूप से असंभव हो जाता है। यह सिद्धांत पदार्थ की स्थिरता के लिए भी जिम्मेदार है, यह सुनिश्चित करता है कि परमाणु एक साथ ढह न जाएं और पदार्थ अपने आयतन को बनाए रखे।
क्वांटम टनलिंग, हालांकि सैद्धांतिक रूप से संभव है, एक मानव-आकार की वस्तु के लिए इसकी संभावना खगोलीय रूप से कम है। यह संभावना इतनी कम है कि इसे व्यावहारिक रूप से शून्य माना जाता है, जो ब्रह्मांड की आयु में भी होने की संभावना नहीं है। इसलिए, जबकि परमाणु मुख्य रूप से खाली स्थान हैं, इन मौलिक भौतिकी सिद्धांतों का संयोजन हमारे चारों ओर की दुनिया को ठोस और अभेद्य बनाता है।