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．

摺疊編輯本段主要概念

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。

質子與中子被統稱為核子。人們從核現象的研究發現，質子能轉化為中子，中子也能轉化為質子，但在轉化前後，系統的總核子數是不變的。也就是說在中子轉變為質子的同時，質子也在轉變為中子。

50年代起的粒子實驗表明，還有很多種比核子重的粒子，它們與核子也屬同一類，這類粒子於是被改稱為重子，核子僅是其最輕的代表，一般的規律是：當粒子透過相互作用而發生轉化，系統中的重子個數是不會改變的。

由於重子數的守恆性，兩個質子相碰是不會產生一個包含三個重子的系統的，那麼反核子應當怎麼產生？實驗表明，反核子總是在碰撞中與核子成對地產生的。例如 p+p → N+N+N+N"+若干 π介子，其中N代表質子或中子，N"代表反質子或反中子。反核子一旦產生，它常很快與周圍的某個核子再相碰而成對地湮滅。例如

N+N" → 若干 π介子。按照這種說法推論，在宇宙的某個地方，一定存在著反物質世界。如果反物質世界真的存在的話，那麼，它只有不與物質會合才能存在。可物質與反物質怎樣才能不會合？反物質在宇宙何方？這還是待解之迷。

對於比核子更重的重子，情況完全一樣。反重子也總是與重子成對地產生，成對地湮滅的。這些經驗使人們認識到，重子數的守恆規律需要重新認識。現在人們把重子數B當作描述粒子性質的一種電荷。正反重子不僅有相反的電荷，而且也有相反的重子數B。令任一個重子都具有重子數B=+1，則任一個反重子都具有B=-1。介子、輕子和規範子等非重子不具有重子數，即它們有B=0。重子數的守恆規律可表述為：任何粒子反應都不會改變系統的總重子數B。這表述既反映了不涉及反粒子時的重子個數不變，也概括了反粒子與粒子的成對產生和湮滅。現在我們容易理解中子和反中子的區別了，它們具有相反的重子數B，因此反中子能與核子相碰導致湮滅，而中子則不能。

此外，人們還類似地發現了輕子數的守恆性。中微子雖不帶電，也不具有重子數，但它與反中微子具有相反的輕子數。按輕子數的守恆性，中微子與反中微子的物理行為也是很不一樣的，實驗還表明，介子數和規範粒子數是不具有守恆性的。這樣我們看到，電荷只是粒子的一種屬性，另外還有用重子數和輕子數等物理量刻畫的其他屬性。正反粒子的這些屬性也都是相反的。1928年，英國青年物理學家狄拉克從理論上首次論證了正電子的存在。這種正電子除了電性和電子相反外，一切性質和電子相同。1932年，美國物理學家安德遜在實驗室中發現了狄拉克所預言的正電子。1955年，美國物理學家西格雷等人用人工的方法獲得了反質子。此後人們逐漸認識到，不僅質子和電子，所有的微觀粒子都有各自的反粒子。

這一系列科學成果使人們日漸接近反物質世界。然而問題並不那麼簡單。首先，在地球上很難發現反物質。因為粒子與反粒子碰到一起，就像冰塊遇上火球一樣，或者一起消失，或者轉變為其他粒子。所以在地球上，反物質一旦碰上其它物質就會被兼併掉。其次，製造反物質相當困難而且耗費巨大，需要如SSC或LHC之類的高科技儀器，並且即使製造出反物質，也難以儲存，因為地球上萬物都由物質構成。

我們周圍的宏觀物質主要由重子數為正的質子和中子所組成。因此，這樣的物質被稱為正物質，由他們的反粒子組成的物質相應地叫反物質。從粒子物理的角度講，正粒子和反粒子的性質幾乎完全對稱，那麼為什麼自然界有大量的正物質，而卻幾乎沒有反物質呢？這正是我們現在要討論的問題。

反物質就是正常物質的映象，正常原子由帶正電荷的原子核構成，核外則是帶負電荷的電子。但是，反物質的構成卻完全相反，它們擁有帶正電荷的電子和帶負電荷的原子核。從根本上說，反物質就是物質的一種倒轉的表現形式。愛因斯坦曾經根據相對論預言過反物質的存在：“對於一個質量為m，所帶電荷為e的物質，一定存在一個質量為m，所帶電荷為-e的物質（即反物質）”。按照物理學家假想，宇宙誕生之初曾經產生等量的物質與反物質，而兩者一旦接觸便會相互湮滅抵消，發生爆炸併產生巨大能量。然而，出於某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在於自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰。

肯尼斯·愛德華茲說： “我們在反物質武器的研究上已獲得重大突破——我們成功研發了一種能長期有效儲存反物質的容器，這意味著反物質的軍事用途即將成為現實！”　

反物質是英國科學家狄拉克（Paul　Adrie　Maurice　Dirac）於1928年根據推測出來的，1933年12月12日，他因此獲得諾貝爾物理學獎金。狄拉克注意到，在相對論方程和量子電動力學的方程中，質量都是成平方出現的，那就是說 m2=(m)(m)=(-m)(-m)[相對論： W2/C2-PR2-m2C2=0和量子力學理論： [W2/C2-PR2-m2C2] Ψ=0 ]，那麼這個負質量是什麼意思呢？於是反物質就被狄拉克這樣輕鬆地從理論上推匯出來了。由此看來，諾貝爾獎有時候就是如此簡單，只是我們都視而不見或膽量不夠，因為狄拉克為此也曾一度被眾多科學家們譏諷為瘋子。現在，組成物質的12種基本粒子的全部反粒子都已經被科學家在加速器中找到。美國實驗物理學家丁肇中領導的阿爾法磁譜儀----AMS被送到太空，就是為了尋找太空中的反物質以及由反物質組成的宇宙。因為反物質和物質相遇就會湮滅，所以反物質無法在自然界找到，必須要到太空深處去尋找。位於法國和瑞士邊界，耗資80億美元，由2000多名物理學家花費14年時間建造的大型強子對撞機---（LHC），已經在2008年9月10日首次執行，用來探索反物質和宇宙大爆炸開始後萬億分之一秒內宇宙中物質的組成。根據宇宙大爆炸理論，爆炸形成的物質和反物質應該是對稱的，可是我們的宇宙中物質和反物質卻是不對稱的。否則它們相互湮滅，也就不會有你我以及這宇宙和宇宙中的一切了。那麼與我們的宇宙物質對稱的反物質哪兒去了呢？1977年科學家們發現在銀河系中心附近有一個可能的反物質源。如果那個地方真的存在，就意味著存在天然的反物質，也意味著人類直接從天然得到反物質的可能性，同時物質與反物質之間的萬有斥力，也可以幫助我們解釋為什麼我們的宇宙在加速膨脹。1979年，美國科學家把一個有60層樓高的巨大氣球放到離地面35公里的高空，氣球上載有一批十分靈敏的探測儀器，結果，它在高空獵取了28個反質子。這是在地球以外第一次發現的反物質。物質和反物質在湮滅時會產生巨大的能量，並且不會像核彈那樣產生放射線汙染，所以被認為是一種最理想的清潔能源。但是科學往往都是一把雙刃劍，可以造福人類，當然也可以給人類帶來巨大的災難。由幾克反物質製造的炸彈就能毀滅地球，1克反物質產生的能量，就足以為23架太空梭提供動力。反物質的應用，可以從根本上改變能源供應的模式，將會是一場能源革命。但是由於目前是由加速器產生的高能粒子打擊固定靶產生反粒子，再經減速合成的，此過程所需要的能量遠大於湮滅作用所放出的能量，且生成反物質的速率極低，生產一千億分之一克的反物質，需要耗資近60億美元，因此尚不具有經濟和應用價值。

前不久，一個由日本和美國科學家組成的研究小組，計劃從今年開始在南極上空放飛氣球，捕捉反物質天體釋放出的反粒子，尋找反物質天體如友星系存在的證據．目標是觀測低能反質子和反氦原子核。自1933年以來，日美研究小組曾在加拿大用氣球進行觀測，該地區受地球磁場和大氣影響小．但為了不讓氣球飛跑，必須當天回收。而在南極上空，氣球可持續飛行兩週，觀測資料能大幅度增加。

目前，人們發現和製造的反物質粒子雖然不多，但正電子作為反物質的一種形式，已經有了許多實際用途。例如，正電子發射X射線層析照相術（PET），醫生利用PET掃描不僅能得出病人軟組織的詳細影象，而且能夠觀察他們體內的化學過程，其中包括在進行認識活動時大腦各部分消耗“燃料”的速度。

反物質能潛在且十分誘人的用途是用來製造星際航行火箭的超級燃料。將氫和反氫混合湮滅來獲得能量，這種燃料的0.01克所產生的推力相當於120噸由液態氫和液態氧組成的傳統燃料（B）。此外，利用反物質能進行星際旅行，還可以減少攜帶燃料的質量，進一步提高飛行器的飛行速度。

反物質是反科學的東西，它顛覆了人類的基礎科學，動搖了人類認識的基礎，震懾了悟性判斷。是巫師大師們的騙局，不可信。

反物質是一種假想物質，因為我們根據我們所處的生活中任何東西都有正反相對應的物質而設想出來的，比如電子有正電負電，磁鐵有正極負極。甚至生物都有相對的兩種。因為我們設想在宇宙的某個地方存在著由反物質組成的世界。

一但反物質和物質相遇就會爆炸產生巨大能量，使物質湮滅。如果我們能找到反物質對時空扭曲，反物質武器的研發都有重要意義。甚至對醫療，腫瘤的治療都會更有手段。當然這只是一種假想，雖然也有實驗捕獲反物質，不過都沒有很權威的證據。但相信反物質應該是存在的。只不過我們能力有限。