反物質
反物質是一種假想的物質形式，在粒子物理學里，反物質是反粒子概念的延伸，反物質是由反粒子構成的，如同普通物質是由普通粒子所構成的。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，且因而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。隨后又發現了負質子和自旋方向相反的反中子。英國《自然》雜志網站2010年11月17日發布報告，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并沒有這么簡單。在30年代初，就有人發現了帶正電的電子，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。 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，質量相等但電性相反。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。
反物質就是正常物質的鏡像，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：“對于一個質量為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，發生爆炸并產生巨大能量。然而，出于某種原因，當今世界主要由物質構成，反物質似乎壓根不存在于自然界。正反物質的不對稱疑難，是物理學界所面臨的一大挑戰 。
