簡介
在原子核以下層次的物質的單獨形態以及輕子和光子，統稱粒子。在歷史上，有些粒子曾被稱為基本粒子。所有的粒子，都有與其質量、壽命、自鏇、同位鏇相同，但電荷、重子數、輕子數、奇異數等量子數異號的粒子存在，稱為該種粒子的反粒子。除了某些中性玻色子外，粒子與反粒子是兩種不同的粒子。
一些中性玻色子如光子、π介子等，其反粒子就是它們自己。
電子的反粒子──正電子，最早是由P.A.M.狄喇克在理論上預言的，隨後在1932年在實驗上由C.D.安德森等予以證實（見圖）。質子的反粒子──反質子是在1955年被發現的。
反粒子迄今，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。
反粒子是相對於正常粒子而言的，它們的質量、壽命、自鏇都與正常粒子相同，但是所有的內部相加性量子數（比如電荷、重子數、奇異數等）都與正常粒子大小相同、符號相反。有一些粒子的所有內部相加性量子數都為 0，這樣的粒子叫做純中性粒子，反粒子就是它本身，比如光子、π0介子等。並不是粒子物理學中的每種粒子都有這種意義上的反粒子，中微子就沒有反粒子，反中微子的定義與此不同。
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。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復共軛激發態。
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。
正『反』粒子-結構圖一
正『反』粒子-結構圖二參閱
反物質
量子場論
大綱
湮滅
裝置
粒子加速器
潘寧阱
反粒子
正電子
反質子
反中子
反μ子
反τ子
反電子中微子
反μ子中微子
反τ子中微子
用途
正子斷層掃描
反物質燃料
反物質武器
機構
ALPHA Collaboration
ATHENA
ATRAP
CERN
KEK (BELLE)
SLAC (BaBar)
IHEP
捕獲反物質
歐洲核子研究中心的科學家們在歐洲當地時間2010年11月17日表示，通過大型強子對撞機，他們已經俘獲了少量的“反物質”，儘管只是少量的反氫原子而已，但已被科學界視為人類研究反物質過程中的一次重大突破。
實際上，早在1995年，歐洲核子研究中心就首次製造出了9個反氫原子。但反氫原子只要與周圍環境中的正氫原子相遇就會湮滅，因此實驗室中造出來的反氫原子稍縱即逝，科學家們根本無從研究它的真面目。這一次的實驗亮點就在於這些反氫原子存在了大約0.17秒。儘管這個時間在普通人看來也許非常短，但對科學家來說，已比先前有了實質性的延長，足夠他們進行較為深入的觀察和研究。
歐洲核子研究中心的科研人員於2011年6月5日在英國《自然·物理》雜誌上報告稱，他們成功地將反氫原子“抓住”長達一千秒的時間，也就是超過16分鐘。科學家在論文中說，他們在這一輪研究中，先後用磁場陷阱抓住了112個反氫原子，時間從五分之一秒到一千秒不等。
分析還顯示，這次抓住的反氫原子大多數處於基態，也就是能量最低、最穩定的狀態。這有可能是人類迄今首次製造出的基態反物質原子。如果能讓反物質原子在基態存在10分鐘到30分鐘，就可以滿足大多數實驗的需要。
存儲反物質
2010年，來自歐洲核子研究中心(CERN)的研究人員成功地存儲了反物質，但維持時間僅不足1秒。歐洲核子研究中心能夠存儲由氫原子提取的反物質，存儲時間長達16分鐘，是此前存儲時間的5000倍。
這項研究發表在《自然物理學》雜誌上，揭曉歐洲核子研究中心阿爾法實驗建立的一個“磁瓶”——超導磁鐵，如何懸浮這些反原子遠離牆壁，以及如何存儲這些反氫原子。在過去近十年里，科學家在實驗室內僅能保持數分鐘的反物質，這是由於該物質存儲之後便遭到破壞，從而難以長時間進行存儲。
項目研究科學家藤原誠(Makoto Fujiwara)教授說：“我們現已證實能限制性存儲反氫原子至長1000秒，這與一場曲棍球比賽時間相差無幾。這將是反物質研究領域一個重要轉折點。”
參閱
反物質
量子場論
基本粒子 - 輕子
粒子: 電子 | μ子 | τ子 | 中微子: | 電子中微子 | μ中微子 | τ中微子
反粒子 : 正子 | 反μ子 |反τ子 | 反中微子: | 反電子中微子 | 反μ中微子 | 反τ中微子
