反物質的確實是存在的，從提出到發現再到目前的理論也是一段非常有意思的歷史。不過在說明反物質之前，要首先區分反物質和暗物質這兩個概念：

反物質：任何物質都有反物質，反物質的電荷等性質與正物質相反，質量相同，比如電子與正電子，除了電荷符號相反外其它性質均相同；光子的反物質就是其自身；暗物質：為了解釋宇宙學觀測中現象與理論不符而提出的一種分佈在宇宙中的不可見物質，目前為止暗物質只是一種假設，也沒有任何的實驗觀測表明暗物質存在。

1、提出反物質

（在現代理論中）反物質最先由狄拉克（Dirac，為什麼我會想到迪達拉呢o((⊙﹏⊙))o）提出的。在20世紀初提出發展的量子力學解決了很多低能下的非相對論性的系統問題，但是卻不適用於高能的相對論性粒子或系統。比如說，在很多情況下， 粒子數是不守恆的，但是在量子力學的基本假設中就暗含著粒子數守恆，因此量子力學就無法描述粒子產生和消失的情況。

狄拉克透過對比牛頓力學與相對論力學的關係，自然的想把量子力學推廣到相對論性量子力學。在量子力學中，最重要的是薛定諤方程：

，

其中 為哈密頓算符，其實就是牛頓力學下的動能的形式，而狄拉克推廣的想法簡單地說就是把這個能量變為相對論中的能量：

,

其中把光速設為1了。這個方程的解就可能對應著兩個能量，即 和 ，狄拉克把負能量解釋成反物質。狄拉克對此提出了“狄拉克海”，以電子為例，他認為宇宙中充滿了電子，和海洋一樣，但是某些電子可能由於某些原因被激發出海平面，這樣這個電子原來的位置就留下一個空穴。這個空穴相對於充滿電子的空穴來說，就是帶正點的正電子。當然現在我們知道這種解釋並不是正確的。反物質的存在實際上是非常自然的，是時空對稱性的要求。關於物質與反物質的關係在量子場論中有完整詳細的描述。

2、發現反物質

1932年，安德森發現了正電子。安德森從1930年開始跟密立根做宇宙射線的研究工作。從1930年起安德森負責用雲室觀測宇宙射線。安德森採用一個帶有非常強磁鐵的威爾遜雲室來研究宇宙射線。他讓宇宙射線中的粒子透過室內的強磁場，

並快速拍下粒子徑跡的照片，然後根據徑跡長度、方向和曲率半徑等資料來推斷粒子的性質。1932年8月2日，安德森在照片中發現一條奇特的徑跡，這條徑跡和負電子有同樣的偏轉度，卻又具相反的方向（上圖），顯示這是某種帶正電的粒子。從曲率判斷，又不可能是質子。於是他果斷地得出結論，這是帶正電的電子。狄拉克預言的正電子就這樣被安德森發現了。

3、反物質在哪

一說到反物質，就會想到反物質和正物質會湮滅，會覺得其與生活中的物質距離非常遠。但是實際上，從某種意義上說，反物質無處不在。根據物理學中的相關知識可以知道，我們的宏觀世界幾乎都是由原子或分子構成的，原子質量幾乎都集中在原子核中，原子核由質子和中子構成，而原子核中的質子中子之間是有非常強的相互作用的，而傳遞這種相互作用的粒子中就含有反物質（反夸克）。所以，從這種意義上說，反物質存在於所有的宏觀物質中。

反物質在我們所生活的環境中不能產生，但是在實驗室中卻很容易產生，也就是在對撞機中，比如CERN的LHC，北京的北京正負電子對撞機BEPC等，在一次對撞中，會產生成千上萬的反物質粒子產生，也就是說反物質每天都在實驗室中產生。

4、反物質去哪了

但是，根據目前的粒子物理標準模型和粒子場論，正物質與反物質是完全對稱的，而如果大爆炸的時候正反物質是一樣多的話（目前大家普遍相信這一點），理論上說現在的宇宙中正反物質也是一樣多的，但是實際的觀測卻沒有看到宇宙中有反物質，這就非常迷了。目前有很多理論來試圖解釋這件事情，但是沒有一個能非常完美的解釋。

革命尚未成功，同志仍需努力。

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