反物質理論是1928年物理學家狄拉克（Paul Adrien Maurice Dirac）提出來的，當時他正在研究一個能滿足愛因斯坦相對論的量子力學方程式。愛因斯坦有一個很有名的公式，在沒有動量的時候，E＝mc2，但是加了動量以後，質量與能量的關係便成為E2＝p2c2＋m2c4（這裡E是能量，m是質量，c是光速，p是動量）。狄拉克根據這個公式，推導出著名的狄拉克方程式，成功獲得正確的氫原子能階，自然地導出電子自旋態。直到現在，這個方程式仍是研究相對論量子力學的一個最基礎公式。
兩年後的1932年，物理學家安德森（Carl David Anderson）在雲霧室照片中發現了正電子，因而確認狄拉克理論的正確性。也因此，狄拉克在1933年，安德森在1936年，獲得諾貝爾獎，兩人當時都只有31歲。
反物質
若想知道如何在實驗室裡製造反物質，必須先了解物質的結構。基本上，物質由原子構成，原子由電子繞著一個原子核構成，原子核裡有質子、中子，質子、中子由3個夸克（quark）組成。我們現在認為，基本粒子包含電子與夸克，以及一種在日常生活中即使碰到也感覺不到的微中子。而質子、中子裡面的夸克有兩種，分別叫做 u 夸克和 d 夸克。因此，電子、u 夸克、d 夸克、微中子構成一個家族，這個家族組成了我們日常生活中所見到的物質。
自然界似乎又和人類玩起相同遊戲。在物理地圖裡，基本上到處都是CP對稱，但在某些很微小地方，如 B 介子與 K 介子，就有那麼小小一塊地方確實有一點點不對稱性。
這問題大概不會影響我們前面所說的反物質世界和反物質生物體。因為 K 介子含有1個 s 夸克，它很重，需要數兆度的高溫才會產生。而B介子更重，1個 b 夸克大概有5個質子那麼重，需要在數十兆度的高溫下才會產生。因此，一般由 u、d 夸克組成的物質，如果不是在這麼高的溫度、這麼極端的情形下，是不會產生這些東西的。
地球表面約有40公里厚的大氣，只要反物質宇宙射線一進入，馬上會和大氣中的正粒子碰撞、湮滅，所以我們無法在大氣下做實驗，必須跑到大氣外面去做。不過實驗原理還是一樣，正、反物質在磁場中飛行時，由於轉彎方向不一樣，就可以被分辨開來。於是，丁肇中博士和他所領導的 α 磁質譜儀（Alpha Magnetic Spectrometer，AMS）實驗團隊，決定製作一個磁鐵，然後把磁鐵送上太空，再利用磁鐵與探測器觀測宇宙射線的成分。
已完成的AMS I 被認為是一個測試性實驗，現在AMS團隊正在進行下一個AMS II實驗。依照同樣原理，放一塊磁鐵加上探測器，只是，這次放的是超導磁鐵，這將是第1個在太空中運行的大型超導磁鐵，製造難度相當高。如今AMS II已快完成，磁譜儀的製造也沒太大問題，實驗團隊預期在2007年，把一個直徑約3公尺的探測器放上太空站，計畫待上3年，以便累積足夠的宇宙射線數據，藉以判斷究竟有沒有反粒子存在。
