既然電磁力是由光子傳遞,那為什麼磁鐵吸引不會發光?

就目前所知，一切力的相互作用在本質上都可歸咎於四種基本力——電磁力、引力、強核力以及弱核力。例如，讓磁鐵之間互相吸引的磁力、接觸力（包括摩擦力、彈性力）在本質上都是屬於電磁力。

理論上，每種基本力都由一種基本粒子來傳遞（傳遞引力的引力子尚未被發現），以電磁力為例，它的傳遞依賴於光子。既然電磁作用會交換光子，那麼，為什麼我們看不到兩塊相互吸引的磁鐵、或者推動物體時所發出的光呢？

根據量子場論，承載電磁力的光子並非是普通的光子，而是虛光子，我們是看不到這種存在時間極其短暫的虛粒子。那麼，虛光子又是如何傳遞電磁力的呢？

虛光子是由「借來的」能量和動量產生的光子，這是不確定性原理的結果。根據 E t≤h/4π，虛光子借的能量也多，它們存在的時間越短。這意味著在一個帶電粒子附近，將會產生高能虛光子，它們傳播很短的一段距離之後就會消失。能量越低的虛光子，存在時間越久，傳播距離越遠。從中可以看到，虛光子可以在短時間內違背能量和動量守恆定律。

當一個帶電粒子產生虛光子之後，它們很快會被附近的另一個帶電粒子吸收。在這個過程中，另一個帶電粒子「償還了」第一個帶電粒子「借來的」能量和動量，其結果是能量和動量被轉移，由此產生電磁力。從虛光子的產生到消失，時間非常短暫，整個過程的能量和動量是守恆的。

電磁力的傳遞必然藉助於虛光子，而不是實光子，否則整個過程的能量和動量守恆定律將會被打破。舉例來說，如果一個最初處於靜止狀態的電子發射出一個光子，結果將會得到一個電子和一個朝著相反方向運動的光子，這種組成必然比最初處於靜止狀態的電子具有更多的能量。

不確定性原理避免了這種矛盾。根據不確定性原理，光子可以有能量ΔE，存在的時間為Δt~ /ΔE。只要光子被足夠快地重新吸收，就不會違背能量和動量守恆定律。由於光子必須被重新吸收而不能被探測到，所以它們被稱為虛光子。

根據量子電動力學，帶電粒子可以發射和吸收虛光子。由於是虛光子，如果試圖阻攔它們，那麼，兩個帶電粒子之間的相互作用就不會發生，所以我們永遠無法真正探測到這些光子。雖然這些虛光子不能被直接觀測到，但它們對可觀測事件的概率有可測量的貢獻。

關於虛粒子的存在，一個非常著名的例子是卡西米爾效應。量子場論預言，真空中會出現隨機的能量漲落，由此產生一對正反虛粒子。如果在真空中放入兩塊不帶電的平行金屬板，那麼，金屬板之間的虛粒子密度會降低，從而使兩個金屬板之間產生除了引力之外的吸力，這已經被實驗所證實。