反物質是一種人類陌生的物質形式，在粒子物理學裡，反物質是反粒子概念的延伸，反物質是由反粒子構成的。反物質和物質是相對立的，會如同粒子與反粒子結合一般，導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證實了正電子的存在。隨後又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。到目前為止，已經發現了300多種基本粒子，這些基本粒子都是正反成對存在的，也就是說，任何粒子都可能存在著反粒子，2010年11月17日，歐洲研究人員在科學史上首次成功"抓住"微量反物質。2011年5月初，中國科學技術大學與美國科學家合作製造了迄今最重反物質粒子--反氦4。2011年6月5日歐洲核子研究中心的科研人員宣佈已成功抓取反氫原子超過15分鐘。同時在自然界也有"反物質"的能動能效--反應為反物質凝聚。

2016年3月，中國科學院上海光機所強場鐳射物理國家重點實驗室利用超強超短鐳射，成功產生反物質--超快正電子源，這一發現將在材料的無損探測、鐳射驅動正負電子對撞機、癌症診斷等領域具有重大應用。相關研究成果已於近日發表在《等離子體物理》雜誌上。

#教育問答#

反物質是一種假想的物質形式，在粒子物理學裡，反物質是反粒子概念的延伸，反物質是由反粒子構成的。物質與反物質的結合，會如同粒子與反粒子結合一般，導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。1932年由美國物理學家卡爾·安德森在實驗中證實了正電子的存在。隨後又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。2010年11月17日，歐洲研究人員在科學史上首次成功“抓住”微量反物質。

自然界紛呈多樣的宏觀物體還原到微觀本源，它們都是由質子、中子和電子所組成的。這些粒子因而被稱為基本粒子，意指它們是構造世上萬物的基本磚塊，事實上基本粒子世界並沒有這麼簡單。在30年代初，就有人發現了帶正電的電子（電子（Electron）是一種帶有負電的亞原子粒子）[1]，這是人們認識反物質的第一步。到了50年代，隨著反質子和反中子的發現，人們開始明確地意識到，任何基本粒子都在自然界中有相應的反粒子存在。

反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量（E=mc²）。能量釋放率要遠高於氫彈爆炸。 在丹·布朗的小說《天使與魔鬼》裡，恐怖分子企圖從歐洲核子中心盜取反物質，進而炸燬整座梵蒂岡城。與此類似的是，YQZ的小說《末日大逃亡之地球毀滅》中，男女主角在費米國家實驗室科學家的幫助下，成功地用運載35克反物質的洲際導彈炸燬了撞向南極洲飛船基地的中子星，而它曾經受數千枚核彈狂轟濫炸卻毫髮無傷。

反物質概念是英國物理學家保羅·狄拉克最早提出的。他在20世紀30年代預言，每一種粒子都應該有一個與之相對的反粒子，例如反電子，其質量與電子完全相同，而攜帶的電荷正好相反（A）。 且電子的自旋量子數是-1/2而不是正1/2。

歐洲航天局的伽馬射線天文觀測臺，證實了宇宙間反物質的存在。他們對宇宙中央的一個區域進行了認真的觀測分析。發現這個區域聚集著大量的反物質。此外，伽馬射線天文觀測臺還證明，這些反物質來源很多，它不是聚集在某個確定的點周圍，而是廣佈於宇宙空間．

反物質的樣子就是物質的映象，物質和反物質相遇會發生湮滅，產生巨大的能量。你可以看一下1806年的通古斯大爆炸目前唯一合理的解釋就是太空中的物質和大氣層的反物質相遇發生湮滅。反物質也被運用在很多科幻作品裡，比如在電視劇版的星際迷航裡，進取號的推進器燃料就是反物質。現在有傳言說美國在研究用反物質做推進器和武器。還有，我曾經看到一篇文章這麼評價反物質：一克的反物質和物質湮滅放出的能量可以毀滅一座城市。

普通物質由普通原子組成，普通原子由普通亞原子粒子組成，這些亞原子粒子包括質子、中子和電子。反物質的組成恰好與正物質相反，組成反物質的基本粒子為反質子、反中子和正電子。反粒子具有與其對應粒子相同的質量和電荷量，但所帶的電荷正負性和自旋剛好相反。例如，質子帶正電荷，而反質子則是帶相同數量的負電荷，但這兩種粒子的行為是一樣的。如果正反物質相遇，它們會立即發生湮滅，並釋放出大量的能量，其效率遠高於核能。

雖然反物質和普通物質相類似，但在我們所生活的宇宙中，反物質極其稀少，科學家對此還未完全弄清原因。根據現有的理論，反物質與正物質隨著大爆炸一同產生。但由於某種偏差，使得幾乎所有的反物質都湮滅掉了，最終只剩下了普通物質。

科學家可以在實驗室中製造出反物質，透過使用諸如大型強子對撞機等粒子加速器，科學家能以極高的速度使粒子之間發生碰撞，從而產生少量的反物質。粒子減速器可用於捕獲和減緩反物質，以供科學家深入研究。

事實上，在我們的周圍存在著天然的反物質。例如，來自外太空的宇宙射線不斷把反物質粒子引入地球的大氣層。此外，香蕉和人體也會釋放出反物質。因為香蕉和人體中含有鉀-40，這是鉀的一種放射性同位素。隨著衰變，它每隔一段時間就會釋放出正電子。

由於反物質與正物質湮滅會產生巨大的能量，因此，反物質通常在科幻作品中被用於宇宙飛船的燃料。根據計算，一克反物質產生的爆炸相當於一枚核彈。

在現實中，製造反物質的成本非常高昂。據估計，製造一克的反氫原子所需成本高達上百萬億元。目前，地球上所有粒子加速器產生的反物質還不夠煮沸一杯水。

一切基本粒子都有與之相反的粒子，這些反粒子，還會組合成其他粒子，甚至形成反原子，或者反物質世界。反物質可以把100%的質量完全變成能，未來人類如果能把反物質用在宇宙飛船上，那麼理論上宇航速度完全可以達到接近光速。

那麼暗物質究竟是什麼，有著怎樣的形態？暗物質世界真的存在嗎？人類是夠可以透過暗物質世界穿越時空？

什麼是反物質？

最早預言反物質存在的是狄拉克，當時他在1928年理論上預測了正電子，1932年物理學家安德遜第一次在實驗室中發現了正電子，隨後又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。

2010年11月17日，歐洲研究人員在科學史上首次成功"抓住"微量反物質。

2011年5月初，中國科學技術大學與美國科學家合作製造了迄今最重反物質粒子反氦4。

2011年6月5日歐洲核子研究中心的科研人員宣佈已成功抓取反氫原子超過15分鐘。同時在自然界也有"反物質"的能動能效--反應為反物質凝聚。

2016年3月，中國科學院上海光機所強場鐳射物理國家重點實驗室利用超強超短鐳射，成功產生反物質--超快正電子源，這一發現將在材料的無損探測、鐳射驅動正負電子對撞機、癌症診斷等領域具有重大應用。

我們的宇宙都是由物質組成的，而物質又是由各種原子組成的，原子由原子核和核外電子組成，原子核由質子和中子組成，但這些都是正常物質，而反物質就是這些正常物質的反狀態，可以說我們宇宙中的任何物質都有和它對應的反物質。

原子核中的中子不帶電，而質子帶正電；核外電子帶負電；兩者攜帶等量的電荷，故而原子顯中性。只有當原子失去或者得到電子時，原子才會帶電，此時被稱之為離子。

如果電子帶正電、質子帶負電，那麼這樣的粒子我們稱之為反粒子，由反粒子組成原子，再由這樣的原子構成的物質就被稱之為反物質。

反物質是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量（E=mc²）；這個能量釋放是非常巨大的，質能轉化率為100%。要知道在氫彈爆炸的核聚變中，質能轉化率還不到1%！

計算表明一克反物質的爆炸威力相當於4.28萬噸TNT，最多毀滅一座城市。未來人類如果能把反物質用在宇宙飛船上，那麼理論上宇航速度完全可以達到接近光速。

反物質世界真的存在嗎？

在宇宙中好像看不見反物質存在，也許這僅僅是一種假設。人類總是把看得見的東西認為是物質，也就是正物質，但是必須承認宇宙空間本身同樣是一種物質，而這個反物質之所以我們總沒有去認為，是因為它可以讓光穿越，包括人類的目光和其他光芒都可以穿越。

如果我們把宇宙空間本身認為是反物質，這樣就可以判斷宇宙正物質和反物質互相存在的理由。不僅如此，反物質的能量要比正物質大n倍，而正是浩浩空間包容了宇宙正物質。

關於反物質世界，目前有兩種猜想：第一種猜想認為，在宇宙的另一半是反物質的世界，物質與反物質被巨大的宇宙空間天然被隔離。第二種猜想認為，在宇宙形成之初，物質比反物質多了一點點，正反物質湮滅之後，多出來的物質形成了我們的世界。

反物質在宇宙到底中屬於什麼物質呢？

從古到今，人們一直在苦苦探索我們的世界到底是由什麼組成的，起初人們認為這種東西是原子，然後人們又發現了原子並非物質的最小單位，再然後人們發明了粒子對撞機，從此擁有了撬開原子核的實力，經過多年的研究，科學家發現了大量的微觀粒子，在對其進行分類之後，於是我們就有了粒子物理學的標準模型。

科學家認為，我們的世界就是由許許多多的這樣的基本粒子所構成，為了研究這些微觀粒子的規律，量子力學應運而生。在量子力學中，有一個基本的方程式——薛定諤方程，利用這個方程式，人們就可以計算出微觀系統的具體性質，然而這個方程式並不完美，因為它並沒有考慮相對論。

想象一下，對於真空中的兩束方向相反的光線而言，它們的相對速度會是多少？根據常識來說，我們會理所當然地認為，它們的相對速度是兩倍光速。但事實並不是這樣，早在1887年，著名的邁克爾遜-莫雷實驗就證實了一個奇怪的現象，那就是對於一個觀察者來說，無論他處於哪種參考系，他觀察到的真空中的光速都是不變的。

也就是說，這兩束方向相反的光線的相對速度依然是光速，這個現象雖然很反直覺，但卻是真實存在的。對此，愛因斯坦在相對論中指出，物體的相對運動速度並不是簡單地疊加，而應該透過公式 V = （v1 + v2）/（1 + v1v2/c^2）來計算（注：v1、v2分別代表兩個物體的速度，c代表光速）。

我們可以看到，利用該公式計算出的結果與實際情況相符，我們還可以看到，在低速的情況下，將物體的運動速度進行簡單地疊加所得出的結果，也不會出現太大的偏差，但在高速的情況下，就必須要考慮相對論了。

需要指出的是，在微觀世界中，各種基本粒子的速度是相當快的，比如說電子在原子內部空間運動的時候，其速度常常可達到每秒數千公里，而如果電子得到了足夠的能量，它的速度甚至可以達到光速的99%以上，因此可以說，要計算出微觀系統的運動規律，就必須得將相對論也考慮進去。

1928年，物理學家狄拉克在薛定諤方程的基礎上引入了相對論，提出了著名的狄拉克方程，完美地解決了這個問題。但新的問題很快就出現了，因為人們在解狄拉克方程的時候，發現電子居然可以存在負能級。

先簡單解釋一下，按當時的理論來講，電子可以有多個能級，總的來說，當電子得到足夠的能量的時候，它們就會向高能級躍遷，而在平常的時候，它們總是具有從高能級躍遷到低能級的趨勢，透過大量的實驗和研究，科學家發現電子有一個最低能級（基態），當電子躍遷最低能級的時候，就不可能繼續向更低的能級躍遷了。

然而狄拉克方程卻明確表示了電子可以存在負能級，這就與相關理論以及實驗結果產生了巨大的矛盾，怎麼辦呢？於是狄拉克提出了“狄拉克之海”的觀點，他認為負能級是存在的，只是因為真空中佈滿了不可見的處於負能級的電子，所以人們觀察不到有電子躍遷到負能級（泡利不相容原理）。

那麼問題就來了，在“狄拉克之海”裡處於負能級的電子得到足夠的能量的時候，它們就會向高能級躍遷，那麼當它們離開“狄拉克之海”以後，留下的“空位”又是什麼呢？因為根據電荷守恆定律，這個“空位”應該是帶正電的（因為電子帶負電），所以狄拉克最初的說法是，這個“空位”是一個質子。

但這種說法根本就講不通，因為根據質能守恆和電荷守恆定律，不管怎麼說，這個“空位”都應該是一個與電子質量相同，並且電荷相反的粒子，它根本就不可能是質子。對此狄拉克傷透了腦筋，我的方程式明明是正確的，為什麼會得出如此奇怪的結果呢？

最後他實在是無法根據已有的理論來作出合理的解釋，乾脆就大膽地預言，這個“空位”其實是一種我們還沒見過的“反粒子”，我們不妨將它稱為“正電子”，這種“正電子”與電子質量相同，但電荷相反。

狄拉克所預言的正電子其實就是反物質粒子，這可以完美地解釋狄拉克方程所處的困境。根據他的構想，在真空中注入能量，就可以得到一個電子和一個反電子，即：“真空 + 能量 = 電子 + 反電子”，需要注意的是，這個過程是可逆的，也就是“電子 + 反電子 = 真空 + 能量”，這就是“反物質遇到普通物質就會湮滅”這種說法最初的原理。

狄拉克的預言很快就得到了證實，1932年，物理學家安德森利用“雲室”首次在宇宙射線中觀察到了正電子的存在。但由於“狄拉克之海”存在著很多缺陷，因此在該模型提出之後，包括狄拉克在內的科學家們一直試圖從理論上對其進行完善，並在此基礎上發展出了量子場論。

簡單地講就是，量子場論認為宇宙中的所有的粒子都有與其相對應的反粒子，之所以會有反物質，是因為能量可以在真空中“憑空”生成正反粒子對，比如說當γ光子的能量大於電子靜能兩倍的時候，就可以在特定的條件下生成一個電子和一個正電子，而當這它們相遇時，又會發生湮滅併產生2個或3個光子。

時至今日，反中子、反質子等反粒子早已得到證實，科學家甚至還製造出了真正意義上的反物質——反氫原子，但由於反物質的製造成本極高、產量極低並且無法長時間地儲存，因此在未來的很長一段時間裡，人類都無法大規模地利用反物質。

顧名思義，反物質就是正常物質的反狀態。當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。

正電子、負質子都是反粒子，它們跟通常所說的電子、質子相比較，電量相等但電性相反。科學家設想在宇宙中可能存在完全由反粒子構成的物質，也就是反物質。電子和反電子的質量相同，但有相反的電荷。質子與反質子也是這樣。粒子與反粒子不僅電荷相反，其他一切可以相反的性質也都相反。

世界上最貴的物質，每克高達62.5萬億美元，他就是反物質反氫原子根據科學家的計算，以人類目前的科技水平，每年只能製造出十耐克的反物質。而想要製造出一克的反物質。那就需要大概一億年之久。耗費約62.5萬億美元的資金。那麼反物質到底是什麼？他到底又有什麼作用呢？科學界對反物質的定義，是正物質的反狀態，完全由反粒子構成的物質。當正反物質在相遇時，雙方就會互相湮滅抵消，併產生爆炸釋放巨大的能量。根據愛因斯坦的質能關係式計算，一顆反物質湮滅釋放的能量。相當於3顆廣島原子彈，只需要10千克反物質，如果三顆10千克的反物質核彈，以同步地球衛星的方式排布，甚至可以將地球徹底的毀滅。當然房屋這個用途絕不是用來製造武器，而是用來製造星際火箭航行的超級燃料，反物質不僅在宇宙中存在，在地球中也存在！反物質目前已經寫進中學物理課本了。用於人類和平事業，才是科學探索未知的真正意義。

顧名思義，反物質對應的是正物質。正物質組成了我們見到的大千世界，組成了你我，還有你眼前的手機，電腦等等。知道了正物質就容易理解反物質了，反物質由反粒子組成。什麼是反粒子呢？電子帶正電荷，原子核帶負電荷，正好與正物質的粒子電荷性相反。反物質的許多特性和正物質相反，可以理解成正物質的映象。正物質和反物質接觸會發生湮滅，所有的物質轉換成能量，這個反應比核聚變還要厲害。

1995年歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中製造出了世界上第一批反物質——反氫原子。1996年，美國的費米國立加速器實驗室成功製造出7個反氫原子。

進入新世紀後，反物質的探索進去新階段，人類開始更多的在宇宙中尋找‘大塊’的反物質。

不邀自來。反物質目前已經寫進中學物理課本了。這裡我就班門弄斧，先來科普一下什麼叫反物質。

反物質就是正常物質的反狀態，他們相同的質量，而具有相反的性質。例如電子和正電子，電子是物質，帶負電；而正電子是反物質，帶正電，它們質量相當，電性相反。

反物質與物質相遇會發生湮滅，爆炸同時放出巨大能量。目前歐洲已經進行過正負核子對撞的實驗，對於反物質武器，各國也在研究。

很多人提出來反物質不存在，是因為他們混淆了反物質和暗物質的概念。

暗物質是宇宙中看不見的物質，它不發出可見光或者其他電磁波，但是它能夠產生萬有引力，對可見物質有作用。對於暗物質科學界一直在尋找，目前沒有發現。

反物質與正常物質非常相似。以氦氣為例。

氦有兩個電子(黃色)，兩個中子(綠色)和兩個質子(紅色)。

現在讓我們來看看反氦。

看上去很像對吧？但是現在，這個原子是反氦原子，這意味著它有兩個正電子(黃色)，兩個反質子(紅色)和兩個反中子(電荷仍然是0，但是與中子一樣重子數為1，它具有負值，但電荷不受影響)。

既然質子和中子是複合的，那麼它們是由什麼構成的？正常質子有三個夸克，兩個上夸克和一個下夸克組成，正常中子也有三個夸克，兩個下夸克和一個上夸克組成。正如你所預料的，反質子有三個反夸克，兩個反上夸克和一個反下夸克，而反中子有兩個反下夸克和一個反上夸克組層。

反物質與其他反物質相互作用，就像物質與其他物質發生反應一樣。兩者都受到電磁力的影響，所以在理論上，有可能有反物質行星，甚至反物質生命。

那麼，為什麼我們不能探測反物質行星，甚至反物質生命呢？

讓我們來看看當物質與反物質發生反應時會發生什麼。

它們會湮滅，釋放出伽馬射線光子。換言之，能量產生了。如果有由反物質構成的遙遠星系，我們就能用E＝MC^2探測到巨大的能量釋放。

相反，你可能會感謝無中微子雙β衰變。雖然它還沒有被證實，但它可能是宇宙中有更多物質而不是反物質的原因。

總之，反物質就像帶相反電荷的普通物質。

答：反物質指的是——與正常物質呈相反狀態的物質！

一切基本粒子都有與之相反的粒子，這些反粒子，還會組合成其他粒子，甚至形成反原子，或者反物質世界！

其中，正常物質和反物質的相同點和區別如下：

（1）質量、自旋和磁矩的大小相同；

（2）電荷、自旋方向和磁矩方向完全相反；

科學家狄拉克，首先預言了反電子（正電子）的存在，不久後被證實，正電子是人類證實的第一種反物質！

除此之外，夸克、中微子、以及夸克組成的中子和質子等等，都有相對應的反粒子，但是光子的反粒子就是它本身。

當反粒子和正常粒子相遇時，會發生湮滅，然後100%地按照質能方程釋放能量；這個能量釋放是非常巨大的，質能轉化率為100%，要知道在氫彈爆炸的核聚變中，質能轉化率還不到1%！

目前，科學家已經能在實驗室，製造出所有基本粒子的反粒子，甚至反氫原子也能在實驗室裡被製造；但是量是非常小的，而且反物質極難儲存，因為反物質碰到正常物質就會發現湮滅！

比如在大劉的科幻小說《三體》中，韋德就利用環日加速器製造反物質，然後封裝為反物質子彈作為武器，不過最後還是放棄了抵抗！

一說到反物質，我們立刻就會想到正物質，有了正反物質，我們還會想到暗物質，想到暗物質，自然而然也會想到暗能量，其實不管是正物質，還是反物質，暗物質，還是暗能量，他們都屬於同一類問題。我記得這種問題，筆者回答過不止一次，有興趣的可以去筆者的空間檢視。在這裡，我們就單刀直入吧，何為反物質呢？

一般情況下，通俗易懂的解釋，反物質就是正物質的對立狀態。例如正電子與負質子就是電子與質子的反粒子。正反粒子如果在特殊情況下相互碰撞，然後相互湮滅，最後產生巨大的能量。不僅如此，正反粒子的特性也是剛好相反，凡是你能想到的粒子特性都是相反的，包括最簡單的電荷量相反。

至於暗物質和正反物質就有本質意義上的差別了，但是對一般不瞭解的人來說，這幾種粒子看起來都差不多，很容易就給弄混淆了。其實也很簡單，暗物質，顧名思義，就是不能直接觀測到的物質，這種觀測並不是說不能透過肉眼觀測，而是說任何現代科學儀器都觀測不到的物質，而且這種物質還能影響各大天體之間的的總質量，從而改變周邊的引力。而這種物質就是暗物質。

暗物質的提出還要追溯到二十世紀三十年代。暗物質在宇宙中的總量達到了百分之26.8，而常規物質只佔道百分之4.9，佔的最多的是暗能量，佔了百分之68.3 .暗物質與暗能量一樣，都是不能直接透過測量儀器觀測到的，他們的目前只存在於理論物理學家大腦裡，或者演化的物理方程式當中，連數學表示式可能都不能完全描述。

所謂反物質，就是與我們世界物質特性相對立的物質。

比如，我們知道電子帶一個單位負電荷，而與電子質量相等，帶一個單位正電荷的正電子，就是電子的反物質。目前科學家已經人工製成了反氫原子，即正電子繞負質子運動體系。

其實，實驗上研製反物質，是非常困難的。因為我們世界充滿（正）物質，反物質與物質相遇後，就會一同湮滅而轉化成巨大的能量（滿足能量守恆和愛因斯坦質能方程）。比如，正負電子複合，就會湮滅而發光。

依據現在宇宙形成的大爆炸理論，我們的宇宙中一定存在反物質，於是科學家就試圖尋找自然界的反物質。比如由丁肇中教授主持的AMS實驗，在空間尋找反物質和暗物質，他們發現了宇宙中存在大量的正電子。

導讀：本章摘自獨立學者靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》。此文旨在幫助大家認識我們身處的世界。世界是確定的，但世界的確定性不是我們能把我的。

大家要知道，反粒子的概念首先是1928年由英國物理學家狄拉克在他的空穴理論中提出的。1932年在宇宙射線中發現了正電子，證實了狄拉克的預言。

靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》在靈遁者淘寶有。

1956年美國物理學家歐文·張伯倫（Owen Chamberlain）在勞倫斯-伯克利國家實驗室發現了反質子。進一步的研究發現，狄拉克的空穴理論對玻色子不適用，因而不能解釋所有的粒子和反粒子。根據量子場論，粒子被看作是場的激發態，而反粒子就是這種激發態對應的複共軛激發態。

如果反粒子按照通常粒子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質。後面會給你講反物質的概念。

那麼有哪些常見的反粒子呢？正電子、反質子、反中子、反中微子、反介子、反超子等都是反粒子。

再強調一遍，反粒子與所對應的粒子在質量、自旋、平均壽命和磁矩大小都相同；如果帶電。兩者所帶電量相等而符號相反。磁矩和自旋的取向關係也相反。反粒子與所對應的粒子相遇就發生湮滅而轉變為別的粒子。

一切粒子均有其相應的反粒子，如電子e-的反粒子是正電子e+，質子p的反粒子是反質子，中子n的反粒子是反中子，1959年王淦昌領導的小組發現的反西格碼負超子是Σ-的反粒子。有些粒子的反粒子就是它自己。如γ光子、π0介子和η介子。一些中性玻色子如光子、π0介子等，其反粒子就是它們自己。所以說除了某些中性玻色子外，粒子與反粒子是兩種不同的粒子。

上面已經介紹了，反粒子最早是1928年P.A.M.狄拉克理論上預言正電子而提出的，1932年被C.D.安德森實驗發現而證實；1956年美國物理學家張伯倫在勞倫斯-伯克利國家實驗室發現了反質子，他用玻璃管中的被粒子加速器加速過的高能粒子對相撞，發現在突然間成對出現了幾道軌跡，又在短時間內相撞而互相湮滅，這是人們第一次直接觀測到反粒子。

正反粒子是從場論的觀點來認識的，場的激發態表現為粒子，與之對應，場的複共軛激發態表現為反粒子。當γ光子的能量大於某種粒子靜能的兩倍，在一定的條件下就可以產生正反粒子對；反之，正反粒子相遇可湮滅併產生兩個光子或 3 個光子，遵從質量-能量守恆和動量守恆。

如果所有的粒子都有相應的反粒子，首先檢驗的是應該存在質子的反粒子、中子的反粒子。1956年美國物理學家張伯倫等在加速器的實驗中，發現了反質子，即質量和質子相同，自旋量子數也是1/2，帶一個單位負電荷的粒子。接著又發現了反中子。

後來發現，各種粒子都有相應的反粒子存在，這個規律是普遍的。有些粒子的反粒子就是它自己，這種粒子稱為純中性粒子。光子就是一種純中性粒子，光子的反粒子就是光子自己。在粒子物理學中，已不再採用狄拉克的空穴理論來認識正反粒子之間的關係，而是從正反粒子完全對稱的場論觀點來認識。

迄今，已經發現了幾乎所有相對於強作用來說是比較穩定的粒子的反粒子。 如果反粒子按照通常粒子那樣結合起來就形成了反原子。由反原子構成的物質就是反物質。

反物質又是什麼概念？物理學上指反原子核由反質子和反中子組成的帶負電荷的物質。反核子（反質子和反中子）組成反原子核，反原子核和正電子組成反原子，各種反原子組成各種反物質。

對於反物質的探索過程，已經取得了很大成功。下面就是一些例項。

1995年歐洲核子研究中心的科學家在實驗室中製造出了世界上第一批反物質——反氫原子。

1996年，美國的費米國立加速器實驗室成功製造出7個反氫原子。

1997年4月，美國天文學家宣佈他們利用伽馬射線探測衛星發現，在銀河系上方約3500光年處有一個不斷噴射反物質的反物質源，它噴射出的反物質形成了一個高達2940光年的“反物質噴泉”。由於中國參與了這項研究，因此新聞媒體曾熱心地宣傳過它。美國著名華裔科學家丁肇中也正致力於此。

2000年9月18日，歐洲核子研究中心宣佈他們已經成功製造出約5萬個低能狀態的反氫原子，這是人類首次在實驗室條件下製造出大批次的反物質。

歐洲原子研究中心的科學家們在歐洲當地時間的2010年11月17日表示，透過大型強子對撞機，他們已經俘獲了少量的“反物質”。當然，這些“反物質”只是少量的反氫原子而已，但這一發現也是引發了科學家極大的反響。

位於日內瓦的歐洲核子研究中心一直以來也在為破解這一難題而不懈的努力。歐洲核子研究中心擁有世界上能量最高的粒子對撞機——大型強子對撞機，這一對撞機的使命就是探究宇宙的起源，尋找那些未經證實的可能存在的物理現象。

在17日研究人員宣佈，在經過了不懈的努力之後，大型強子對撞機終於發現了幾十個氫原子的‘反物質’。羅布湯普森教授表示：“儘管發現的只是反物質的冰山一角，但這毫不影響這一發現的重要性，這是一次重大的突破，有利於我們更好的瞭解宇宙的性質和起源”。

英國《自然》雜誌網站17日刊登研究報告說，歐洲核子研究中心（CERN）的科學家成功製造出多個反氫原子，並利用磁場使其存在了“較長時間”。這是科學家首次成功“抓住”反物質原子。

來自英國的斯旺西大學的查爾頓教授最後對於這一發現做了自己的論述：“現在的宇宙基本是由普通物質所壟斷，但我們必須要了解宇宙的全貌，否則我們可能身處危險之中卻全然不知，氫是宇宙中最重要的元素，發現它的反物質，具有非凡的意義。”

氫原子是隻有一個質子和一個電子的最簡單的原子。實際上，歐洲核子研究中心早在1995年就第一次製造出了反氫原子，但只能存在幾個微秒的時間，就與周圍環境中的正氫原子相碰並湮滅。此次的突破之處在於，製造出數個反氫原子後，藉助特殊的磁場首次成功地使其存在了“較長時間”——約0．17秒。

這個時間聽起來似乎仍然很短，但對於科學家來說，這個時間長度已十分難得，可以對反氫原子進行較為深入的觀測和分析。因此，這一成果被看作是物理學領域的一大突破，將大大推動有關反物質的研究。

反物質是一種人類陌生的物質形式，在粒子物理學裡，反物質是反粒子概念的延伸，反物質是由反粒子構成的。反物質和物質是相對立的，會如同粒子與反粒子結合一般，導致兩者湮滅並釋放出高能光子或伽瑪射線。

2011年5月初，中國科學技術大學與美國科學家合作製造了迄今最重反物質粒子——反氦4。

2011年6月5日歐洲核子研究中心的科研人員宣佈已成功抓取反氫原子超過15分鐘。同時在自然界也有‘反物質’的能動能效--反應為反物質凝聚。

中國上海光機所利用飛秒拍瓦鐳射裝置和高壓氣體靶相互作用產生大量高能電子，高能電子和高Z材料靶相互作用，由韌制輻射機制產生高強度伽馬射線，伽馬射線再和高Z原子核作用產生正負電子對。正電子譜儀經過精心設計，成功解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負電子在磁場中的不同偏轉特性，實驗中在單發條件下就成功觀測到了正電子。這是中國首次報道利用鐳射產生反物質。

由丁肇中主持的反物質研究已有16個國家的科學家參與其中，投入的資金更是高達1000多億美元。許多科學家表示：只要能發現宇宙反物質的存在，那麼這將是當之無愧的諾貝爾獎。

人類已經向太空發射探測器，該探測器已於2005年發射升空並永久停留在太空，東南大學還將建立一個數據接收分析中心和培訓中心作為配套專案。丁肇中認為，如果反物質確實存在，當正物質與反物質碰撞時可以產生巨大的能量。他所主持的“尋找宇宙中的暗物質和反物質”的研究已進行多年，已取得一些重要成果。“但是，從這一領域發展的歷史來看，人們要有思想準備，也許我們會發現意想不到的東西，與原先想研究的東西毫無關係。”丁肇中很慎重地表示。

反物質至今都是物理學領域的一大謎團。我們周圍環境中的物質是正物質，它由原子組成，原子由帶正電的質子和帶負電的電子以及中性的中子組成。與此相反，由帶負電的質子和帶正電的電子組成的物質就是反物質。

大家已經看到了，反粒子是存在的，反物質也是存在的。關於反物質，反粒子的理論觀點，就是再寫10萬字也總結不完。大概是從兩個方面進行研究和推測的。

一個是從宇宙大爆炸方面，認為宇宙爆炸之處正反物質是等量的，現在太空中就有磁譜儀來檢測反物質。目前還沒有檢測到太空的反物質。

另一個是從實驗室獲取方面來研究的。難點主要是反物質的難追尋，難儲存。這兩個點使得反物質的實際應用還比較遙遠。

就兩個點的內容，我不安照現有的理論來給大家講了。因為我自己是不贊同的。看過我另一本科普書籍《變化》的朋友，肯定知道為什麼。

首先我在《變化》中說過，組成物質的基本粒子形態，應該有“正，中，反”三種形態。也符合現在的研究，也符合現在的哲學體系。

反物質，反粒子的存在，不是人類的悲哀。雖然這種“反物質危險論”是存在的。

宇宙大爆炸理論值得懷疑，很多點不能自圓其說。何況我們對於宇宙還沒有一個整體的認識，就不能說宇宙是膨脹的。我們現在看到的只能說是區域性。

所以宇宙大爆炸初始正反物質等量的概念，我自然是不認同的。是的，我們周圍環境，都是正物質環境。反物質一出現，就會和正物質發生湮滅。

但情況遠遠沒有那麼簡單，我們周圍的環境是正物質環境，不代表沒有一處環境，不適合反物質存在。所以大規模的反物質一定有存在的空間。在浩瀚的宇宙中，只要我們人類活的夠久，走的夠遠，就一定能夠找到。

而且現在物理的規則顯示，他們不應該是等量的。宇宙是一個開放的系統。這也是我在《變化》中的觀點。一個開放的系統是不會有熵寂的。

假如宇宙是一個封閉的系統，又假如宇宙正是從大爆炸產生，而且正反物質等量，那才是人類的悲哀呢。一個封閉的系統，必然走向熵寂，人類自然也是曇花一現。

這樣考慮的話，我們還可以有一個大膽的推測。我們周圍的物質都是正物質，也可以說是“同類物質”。“同性相斥”在電磁學裡我們學過。引力又是宇宙中最弱的力。

我們一般認為磁場的延伸範圍是無限遠的。那我們現在所處的宇宙環境就是很多個磁場組成的“大磁場”。那麼在“同性相斥”的情況下，也能得出引力不足以拉住周圍的星系，看到宇宙是膨脹的！

其實這個假設的漏洞也明顯，那就是如何解釋離我們越遠的星系，膨脹速度越快。造成此原因的相干性理論也能有很多。所以我們要拆開來講，是很複雜的。

大家可以先去看看《變化》中關於宇宙大爆炸的內容觀點。但想到了這個推測，我們還應該想到一個問題：那就是輻射和電磁場，或電磁波的關係。

所以宇宙大爆炸和暗物質理論是有很多疑點的，也是我為什麼要一再強調的。因為該理論對我們已經是耳濡目染，影響深入骨髓了。但它所指向的方向，令我更加迷惑了，而不是清晰了。所以我要說出這些話來。

在這裡著重強調，用熵的概念來理解正反物質的湮滅是個不錯的路徑。能量就是這樣迴圈的！

反物質雖然不好追尋和儲存，但顯然比暗物質靠譜多了。暗物質的觀點要謹慎，暗物質的觀點和大爆炸觀點一樣不靠譜。

摘自獨立學者靈遁者量子力學科普書籍《見微知著》

假如現實中你能看見反物質 那就說明離上西天不遠了 反物質和物質接觸會發生湮滅 釋放巨大能量 反物質只能被約束起來儲存 反物質的造價非常貴 1000億美刀/克（毫克？）的造價沒人玩得起

除電荷相反以外，其他的和宇宙中任何物質的原子都一樣。僅管如此，物質和反物質是不能相遇的。一旦相遇，就會產生爆炸，以釋放能量的形式相互湮滅。

反物質是正常物質的反狀態，當正反物質相遇時，雙方就會相互湮滅抵銷，發生爆炸併產生巨大能量。

《周易》中認為，宇宙原始狀態稱為"無極"，"無極"動，生兩儀，即陰陽，即所謂:“太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。"

科學家設想宇宙中存在完全由反粒子組成的物質，即反物質。根據這一理論，宇宙應當一分為二，由正物質和反物質兩部分組成，近年來，隨著航天技術的發展，到太空中尋找到反物質的願望有可能實現。

什麼是反物質？是和物質完全相反的物質。和物質相遇就會湮滅，放出能量的物質。

這樣的物質存在嗎？據說最先發現的反物質是正電子，正電子質量和電子質量相等，卻帶正電荷。後來又發現了反質子，帶負電荷的質子。這樣一來，反質子和正電子就組成反氫原子了，就有最簡單的反氫物質了。

電子和正電子相遇會不會湮滅，放出能量呢？不會，可以說絕對不會。因為正電子和電子只是電性相反，質量不相反，相遇時，只是電性消失。質量仍然存在，不叫湮滅。不會按質能方程E=mC^2放出巨大能量。

能量是什麼呢？是物質和力的配合，沒有物質就沒有能量。他們說，正電子和電子湮滅，按質能方程放出巨大能量。放出光子電磁波，光電磁波沒有質量，只是一種力，沒有能量。怎麼能說是質能轉換呢？

電磁波光的產生，必須有帶電粒子震盪。電子和正電子湮滅，只產生一個光波就沒有繼續了，那來質能巨大能量？

反物質根本不存在。因為物質有存在性，反物質有反存在性，所以反物質不存在。反物質是少數愛因斯坦追隨者，為了驗證相對論質能方程，泡製出來的騙局。