Sí, algunos gases pueden difundirse en y a través del metal. Es la pesadilla de los ingenieros de alto vacío. El hidrógeno es el peor porque tiende a disociarse en átomos en la superficie y el núcleo, un único protón, puede dejar atrás su electrón y vagar por la red metálica hasta que recoge otro electrón cuando sale.
Por ejemplo, el metal Mu, muy utilizado en algunas aplicaciones, debe recocido en hidrógeno a alta temperatura. Una vez hecho esto, pueden pasar semanas o meses hasta que el hidrógeno residual se difunda fuera del metal antes de que se pueda alcanzar un vacío lo suficientemente alto y proceder al trabajo.
Una "fuga virtual" se produce cuando una pequeña burbuja de gas se incrusta en el material dentro de una cámara de vacío. La fuga suele producirse porque existe un pequeño orificio por el que el gas se difunde, pero a veces el "orificio" no es más que una piel ultrafina de metal (invisible para el técnico frustrado) y el gas se difunde a través de ella. Estos pequeños horrores pueden durar meses o incluso años y, por lo general, implican sustituir las piezas sospechosas y bombear una y otra vez hasta dar con la pieza defectuosa.
El helio es a la vez monatómico y el átomo físicamente más pequeño. Se difunde con más facilidad que cualquier otro átomo o molécula neutra, lo que hace que algunas láminas metálicas no sean aptas, por ejemplo, para revestimientos estancos de aeronaves. Como se indica en otra respuesta, en cantidad también puede afectar a las propiedades del metal.
A una escala más energética, los núcleos de hidrógeno y helio (protones y partículas alfa) pueden atravesar finas láminas metálicas si se disparan con suficiente energía, y esto se ha utilizado para establecer las estructuras cristalinas de algunos metales y aleaciones (donde, por la razón que sea, los electrones no eran adecuados).
Otros gases tienen átomos (neón y otros gases nobles) o moléculas (nitrógeno y otras moléculas diatómicas, agua y otros hidruros) mucho más grandes, pero aún así pueden difundirse muy lentamente a través de algunos metales. Esto puede limitar la vida útil de algunos microchips. Un fenómeno relacionado se produce cuando hay un defecto en la red en la superficie, como un límite de grano, y un átomo de gas se adhiere a él. A veces, los defectos son bastante móviles y pueden migrar a través de la red; el átomo de gas estabilizará el defecto y podrá hacer autostop.
Los procesos cuánticos como la tunelización no son realmente relevantes, ya que funcionan en distancias menores que la longitud de onda atómica, que a su vez suele ser mucho menor que el grosor de cualquier átomo o lámina metálica. La probabilidad de que un átomo de gas atraviese un túnel es tan infinitesimal que es nula.
