Meskipun atom, unit dasar materi, sebagian besar terdiri dari ruang kosong, benda padat seperti dinding yang kita temui sehari-hari terasa kokoh dan tidak dapat ditembus. Fenomena ini bukanlah kebetulan, melainkan hasil dari prinsip-prinsip fisika fundamental yang mengatur interaksi antar atom.
Setiap atom memiliki inti yang padat, yang berisi proton bermuatan positif dan neutron netral, dikelilingi oleh awan elektron bermuatan negatif yang bergerak dalam tingkat energi tertentu. Tarikan elektrostatik antara inti positif dan elektron negatif inilah yang menjaga atom tetap terikat. Namun, ketika dua atom mendekat, interaksi yang terjadi bukan hanya tarikan, melainkan juga tolakan yang kuat. Alasan utama ketidaktembusan benda padat terletak pada dua prinsip kunci: tolakan elektromagnetik dan Prinsip Pengecualian Pauli.
Ketika awan elektron dari dua atom yang berbeda saling mendekat, muatan negatif yang sama dari elektron-elektron ini saling tolak-menolak. Gaya tolakan ini, yang dijelaskan oleh hukum Coulomb, semakin kuat seiring semakin dekatnya jarak antar elektron. Ini mirip dengan bagaimana kutub magnet yang sama saling mendorong menjauh. Tolakan elektromagnetik inilah yang mencegah awan elektron dari atom-atom yang berbeda untuk tumpang tindih secara signifikan, menciptakan semacam 'penghalang' yang terasa padat.
Lebih lanjut, Prinsip Pengecualian Pauli memainkan peran krusial. Prinsip mekanika kuantum ini menyatakan bahwa tidak ada dua fermion identik (seperti elektron) yang dapat menempati keadaan kuantum yang sama secara bersamaan dalam satu sistem. Dalam konteks atom, ini berarti bahwa setiap elektron dalam atom harus memiliki serangkaian nomor kuantum yang unik. Ketika atom-atom mencoba untuk saling mendekat, prinsip ini mencegah elektron-elektron untuk 'bertumpuk' atau menempati ruang yang sama, sehingga memberikan materi volume dan stabilitasnya. Tanpa Prinsip Pengecualian Pauli, elektron-elektron akan cenderung runtuh ke tingkat energi terendah, dan materi seperti yang kita kenal tidak akan ada.
Menariknya, sensasi 'sentuhan' yang kita alami saat berinteraksi dengan objek padat pada dasarnya adalah persepsi kita terhadap tolakan elektromagnetik ini. Elektron di permukaan tubuh kita menolak elektron di permukaan objek, dan saraf di jari-jari kita mendeteksi deformasi yang disebabkan oleh tolakan ini, yang kemudian diterjemahkan oleh otak menjadi sensasi sentuhan. Jadi, ketika kita menyentuh dinding, kita sebenarnya merasakan gaya tolakan antar atom.
Meskipun ada fenomena mekanika kuantum yang disebut 'terowongan kuantum' (quantum tunneling), di mana partikel memiliki kemungkinan kecil untuk menembus penghalang, probabilitas bagi objek makroskopis seperti manusia untuk melakukan hal ini melalui dinding sangatlah kecil, diperkirakan sekitar 1 banding 10 pangkat 30. Angka ini begitu kecil sehingga secara praktis dianggap nol, menjadikan dinding tetap tidak dapat ditembus dalam pengalaman sehari-hari kita. Dengan demikian, ketidaktembusan benda padat bukanlah ilusi, melainkan manifestasi dari tatanan fundamental alam semesta. Interaksi elektromagnetik dan aturan kuantum yang ketat memastikan bahwa materi memiliki struktur, volume, dan stabilitas yang memungkinkan keberadaan dunia fisik yang kita alami.