Hoewel atomen, de fundamentele bouwstenen van materie, voor het overgrote deel uit lege ruimte bestaan, blijven alledaagse objecten zoals muren voor ons ondoordringbaar. Dit fenomeen wordt verklaard door fundamentele natuurkundige principes, met name de elektromagnetische afstoting tussen elektronenwolken en het Pauli-uitsluitingsprincipe.
Elk atoom bestaat uit een dichte kern, omringd door een wolk van negatief geladen elektronen. Wanneer twee atomen elkaar naderen, stoten hun elektronenwolken elkaar af vanwege elektrostatische krachten. Dit komt doordat alle elektronen een negatieve lading dragen, en gelijke ladingen stoten elkaar af. Deze afstoting voorkomt dat de elektronenwolken significant overlappen, waardoor een effectieve barrière ontstaat. Dit is vergelijkbaar met het proberen samen te drukken van de gelijke polen van twee magneten; de magnetische velden duwen ze uit elkaar. Deze elektromagnetische afstoting is essentieel voor de stabiliteit van materie. Zonder deze afstoting zouden atomen in elkaar klappen en zouden objecten niet hun vorm behouden. Dit principe is ook de reden waarom we de sensatie van 'aanraking' ervaren; het is de elektromagnetische afstoting tussen de elektronen aan de oppervlakken van twee objecten die we voelen, niet direct contact.
Verder versterkt het Pauli-uitsluitingsprincipe, een principe uit de kwantummechanica, deze ondoordringbaarheid. Dit principe stelt dat geen twee identieke fermionen, zoals elektronen, tegelijkertijd dezelfde kwantumtoestand kunnen bezetten binnen hetzelfde atoom of molecuul. In eenvoudigere bewoordingen betekent dit dat elektronen in verschillende atomen niet exact dezelfde ruimte op hetzelfde moment kunnen innemen. Het Pauli-uitsluitingsprincipe bepaalt het maximale aantal elektronen dat in elke schil en subschil is toegestaan.
Hoewel kwantumtunneling een minuscule kans biedt voor deeltjes om door barrières te gaan, is de kans dat een mens – bestaande uit een enorm aantal atomen – door een muur zou tunnelen astronomisch klein. De kans op macroscopische kwantumtunneling, zoals een mens die door een muur gaat, wordt geschat op een getal met een exponent van 10 tot de macht 28 of zelfs hoger, wat het in de praktijk als nul beschouwt. Dit betekent dat, hoewel de wiskunde een theoretische mogelijkheid toelaat, de realiteit van onze fysieke wereld zodanig is dat dergelijke gebeurtenissen niet voorkomen.