Los átomos son casi vacíos: ¿por qué seguimos sin poder atravesar paredes?

Imagina acercarte a una pared y pensar que, en el fondo, ambos estáis hechos casi enteramente de espacio vacío. Resulta tentador soñar con atravesarla al estilo de los superhéroes o Harry Potter, pero la física insiste en arruinarnos la fiesta. El enigma fascina desde hace décadas: si los átomos —los ladrillos fundamentales de la materia— contienen tan poca “sustancia” y tanta “nada”, ¿por qué las paredes no ceden ante nuestro paso como si fueran humo?

A día de hoy, 3 de septiembre de 2025, la ciencia sigue confirmando que un átomo está formado principalmente por espacio vacío. El núcleo, denso y cargado positivamente, está rodeado por electrones que ocupan una región extraordinariamente extensa en comparación con el tamaño del núcleo. Si ampliáramos un átomo hasta el tamaño de un estadio de fútbol, el núcleo sería una canica en el centro, y los electrones orbitarían a lo lejos, dejando entre medias kilómetros de vacío.

Repulsión eléctrica: la “muralla invisible” de la materia

Entonces, ¿por qué no atravesamos paredes como si nada? La respuesta está en las fuerzas fundamentales que gobiernan la materia, en especial la repulsión electromagnética. Cuando una persona intenta atravesar una pared, los átomos de su cuerpo se aproximan a los átomos de la pared. En ese instante, las nubes de electrones —esas regiones difusas en las que es probable encontrar un electrón en un momento dado— se topan entre sí. Aquí entra en juego una fuerza que todos hemos experimentado alguna vez, aunque sea con imanes: la repulsión entre cargas iguales.

Los electrones tienen carga negativa y, como buenos iguales, se repelen unos a otros. Esta repulsión electromagnética es tan intensa que impide que los átomos se acerquen demasiado, mucho menos que se atraviesen. La materia parece sólida porque, a escala microscópica, los electrones de los átomos que componen nuestros cuerpos y los de las paredes nunca se dejan invadir por sus vecinos.

• La fuerza electromagnética es 10^36 veces más fuerte que la gravedad a escala atómica.
• Aunque los núcleos no se tocan, los electrones “defienden” el espacio alrededor de cada átomo.

El principio de exclusión de Pauli: el guardián cuántico

Pero la repulsión eléctrica no está sola. La mecánica cuántica añade una regla aún más estricta: el principio de exclusión de Pauli. Este principio, formulado por el físico Wolfgang Pauli en 1925, dice que dos electrones (o cualquier partícula llamada “fermión”) no pueden ocupar el mismo estado cuántico al mismo tiempo dentro de un sistema cuántico.

¿Qué significa esto en la práctica? Si intentamos que los electrones de dos átomos compartan exactamente el mismo espacio y energía, el universo responde con un rotundo “no”. Esta prohibición es tan fundamental que impide que la materia colapse sobre sí misma y es clave para que el mundo tenga estructura: desde la solidez de una mesa hasta la estabilidad de las estrellas.

• Sin el principio de exclusión de Pauli, la materia tal como la conocemos no existiría.
• Es la razón cuántica por la que, aunque todo esté formado por vacío, los objetos no se atraviesan.

Un paseo por la escala atómica: dimensiones y proporciones extremas

Las dimensiones relativas dentro del átomo son abrumadoras. El núcleo —formado por protones y neutrones— concentra casi toda la masa, pero ocupa una fracción diminuta del volumen total. Los electrones, con una masa mucho menor, se encuentran a distancias inmensas respecto al núcleo. Entre ambos, solo hay vacío aparente.

Si todo el espacio vacío de los átomos se eliminara de un cuerpo humano, toda la humanidad cabría en el volumen de un terrón de azúcar. Afortunadamente para nuestra comodidad (y para la ropa ajustada), la naturaleza se resiste a este tipo de experimentos.

¿Puede la física cuántica atravesar paredes?

En el reino cuántico, sin embargo, las reglas se relajan un poco. Las partículas subatómicas pueden, en ciertas circunstancias, “atravesar” barreras energéticas gracias a un fenómeno llamado efecto túnel. Esto no significa que podamos atravesar paredes a escala humana, pero sí que los electrones pueden, en ocasiones, “colarse” al otro lado de una barrera que, según la física clásica, sería infranqueable.

Este fenómeno está detrás de tecnologías tan avanzadas como el microscopio de efecto túnel y la radiactividad. Sin el efecto túnel, el Sol no brillaría y la vida no existiría tal como la conocemos. Pero antes de que nadie intente cruzar una pared por arte de magia, conviene recordar que las probabilidades de que todos los átomos de una persona lo logren simultáneamente son tan absurdamente bajas que harían palidecer cualquier lotería del universo.

Anécdotas y curiosidades para romper el hielo (aunque no la pared)

• El físico Richard Feynman, famoso por su estilo directo, solía decir que “toda la materia es, en realidad, casi completamente espacio vacío”.
• En la escala atómica, las distancias entre el núcleo y los electrones son tan grandes que, si el núcleo fuese una canica, el primer electrón estaría a más de 100 metros de distancia.
• El principio de exclusión de Pauli es el responsable último de que los objetos tengan “dureza” y no colapsen en una sopa informe de partículas.
• El efecto túnel cuántico hace posible la fusión nuclear en las estrellas, pero no que los gatos atraviesen puertas cerradas… por ahora.
• Si alguna vez has chocado con una pared pensando en lo mucho que te gustaría atravesarla, puedes consolarte sabiendo que la física está —literalmente— de tu lado.

No hay superpoder más asombroso que el de la propia naturaleza, capaz de fabricar solidez a partir de casi nada. Y, aunque de momento no podemos caminar a través de paredes, siempre nos quedará la curiosidad de intentarlo… al menos con la mente.