La doppia natura corpuscolare e ondulatoria di qualunque oggetto fisico implica che qualunque campo di forza è in realtà il risultato del continuo scambio, tra i corpi in interazione, di particolari particelle chiamate bosoni mediatori i quali hanno la particolare caratteristica di essere virtuali, cioè la loro propagazione non rispetta le consuete leggi di conservazione dell’energia e della quantità di moto, tuttavia la loro esistenza è talmente breve che queste violazioni non possono essere misurate sperimentalmente.
Ogni forza fondamentale possiede il suo bosone mediatore, o gruppo di bosoni mediatori: la forza elettromagnetica è mediata dal fotone, la forza nucleare debole è mediata dal terzetto W+, W– e Z0 (questi bosoni, contrariamente a tutti gli altri, non hanno un nome collettivo che li identifichi), la forza nucleare forte è mediata dal gruppo di otto gluoni (non c’è un unico tipo di gluone perché ciascun gluone possiede una doppia carica di colore) e la forza di gravità è mediata dai gravitoni (in realtà tali bosoni mediatori non sono stati ancora osservati, pertanto, riguardo alla gravità, l’esistenza dei bosoni mediatori resta un’ipotesi suffragata solo dalla coerenza del comportamento quantistico delle forze fondamentali).
Ai fini della risposta è essenziale notare che lo scambio di bosoni mediatori è sempre presente ogni qual volta due oggetti interagiscono mediante una qualunque forza fondamentale. Se due oggetti interagiscono contemporaneamente mediante due o più forze fondamentali alloa si scambieranno bosoni mediatori di tutte le forze coinvolte. Nel caso dei protoni del nucleo abbiamo sia un’interazione elettromagnetica (essenso i protoni carichi positivamente e dotati di momento magnetico) sia un’interazione nucleare forte (che è poi la forza responsabile della coesione dei nucleo). Pertanto tra i diversi protoni ci sarà sia uno scambio di fotoni che uno scambio di gluoni, anche se ad essere precisi questi scambi riguardano i terzetti di quark che compongono ciascun protone.