Átomos de hélio são tão pequenos que conseguem atravessar materiais sólidos como vidro e metal.

O hélio possui um raio atômico de aproximadamente 31 picômetros, sendo superado em tamanho apenas pelo hidrogênio. No entanto, enquanto o hidrogênio costuma formar moléculas diatômicas (H2), o hélio é um gás nobre monoatômico, o que o torna a menor partícula de gás em movimento livre na natureza.Esse fenômeno de passagem através de sólidos é conhecido como difusão gasosa. Em materiais como o vidro de sílica ou polímeros de látex, a estrutura molecular não é perfeitamente compacta. Existem espaços vazios na rede atômica que são maiores do que o próprio átomo de hélio, permitindo sua infiltração gradual.Estudos realizados por laboratórios de física de vácuo, como os do CERN, demonstram que o hélio pode penetrar até em metais e vedações de quartzo sob certas pressões. Esse processo é acelerado pelo aumento da temperatura, que fornece energia cinética para os átomos de hélio saltarem entre as lacunas da rede cristalina do material.A taxa de permeabilidade é tão significativa que balões de látex comuns perdem a flutuabilidade em cerca de 12 a 24 horas. Para mitigar esse efeito em aplicações científicas, utilizam-se recipientes de aço inoxidável de alta densidade ou revestimentos de polímero metalizado (Mylar), que reduzem drasticamente a velocidade de escape do gás.