反物质也许并不像听上去那么怪异，它早已进入了我们的生活。
反物质星系是什么?这是一个奇异的世界，它的基本属性同我们周围的世界正好相反。在我们周围有质子、电子、房子、食物、太阳、星星和星系；而在反物质世界里，则有与之对应的反质子、反电子、反房子、反食物、反太阳、反星星和反星系，甚至还有反我们自己。科学家推测这个反物质世界可能就在距离我们3000万光年以外的地方。
1 物质与反物质
自然界异彩纷呈：高大的楼房，广袤的原野，潺潺的流水，神秘的星辰……它们构成了和谐的宇宙万物。它们的大小、远近、状态和轻重虽然迥异，但都是由物质构成的。
物质是什么呢?从粒子物理学角度看，物质是由分子构成的。确切地说，分子也不是最小的物质颗粒，它们是由原子构成的。
原子又可以分成由质子与中子组成的原子核和围绕着原子核转的核外电子。质子和电子都是带电粒子，质子带1个单位正电荷，电子带1个单位负电荷，中子则不带电荷，是中性粒子。质子、中子和电子才是构成纷繁复杂物质世界的基本粒子，是“建造”万物的“砖块”。然而这些“砖块”并不是宇宙的全部，当科学家深入基本粒子领域寻根究底时，一种新的物质隐约在他们眼前晃动，这就是反物质。
什么是反物质?就像质子、中子、电子结合起来形成原子一样，反质子、反中子和反电子结合起来形成反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时，镜中的那个你如果真的存在，并出现在你面前，有人就把它叫做“反你”。
(几何光学告诉我们，镜子里的像是你的形象通过光线传到镜面，再从镜面反射回来的虚像，虽然在你举手投足时，它也如法炮制，但它不是真实存在的反你，你也无法和它直接接触。若用摄相机对准镜子后面你的虚像拍照，是拍摄不出你的像来的。)科学家想象，在很远很远的地方，有一个和我们的世界很相像的世界，但它是一个由反星系、反恒星、反太阳、反房子和反食物等一切反物质构成的世界，他们称它为反物质世界。科学家说，反物质是普通物质的对立面和镜像。普通物质构成了我们的物质世界的主要部分，而反物质则是构成反物质世界的主要部分。
反物质和普通物质其实并无二致，所不同的是，组成反物质的粒子与组成我们所熟知的普通物质的粒子在电荷等方面相反(注意，普通物质与反物质不仅仅电荷不同)。例如质子质量为1个单位，电荷为 1个单位，反质子质量为1个单位，电荷为-1个单位；又比如电子质量与反电子质量相同，但电子电荷为-1个单位，而反电子电荷则为 1个单位，所以有人把反电子叫做“正电子”(意思是带正电荷的电子)。当然，也有一些例外，美国物理学家布鲁斯·克拉克发现的反中子就是一例，它的质量与中子相同，也像中子一样不带电荷，但它在更小的单位——夸克方面则与中子明显不同。其他中性粒子如光子、π0介子等的反粒子就是它本身。此外，在粒子物理学中还有一些粒子没有上述意义的反粒子，中微子就是一例，反中微子自有另外一种定义。
科学家推测，反质子和反中子结合在一起能成为带负电的反原子核，反原子核和反电子结合在一起能组成反原子。物质世界有多少种原子，反物质世界中也有多少种反原子，它们在结构上不应有什么区别。由此延伸下去，我们的宇宙有它对应的反宇宙，在反宇宙里有反星系、反恒星、反地球、反房子、反食物，一直“反”下去，直到反基本粒子。
那么，反物质真的存在吗?答案应该是肯定的。1928年，英国物理学家保罗·狄拉克在前人工作的基础上，给出了电子在电磁场里运动的理论公式，后人称它为“狄拉克方程”。这是—个著名的方程，它的独到之处在于方程中含有爱因斯坦的狭义相对论效应。根据这一方程，狄拉克作出了一个石破天惊的预言：电子一定有反电子，它有同电子相同的质量和相反的电荷。
1932年，美国物理学家卡尔·安德逊在用一架叫做“云雾室”的仪器观测宇宙线中微小粒子的径迹时，猛然发现一些微小粒子的径迹与电子相反，一个向左拐，一个向右弯，正好一正一反，说明它们有相反的电荷。安德逊在实验中发现了反电子，这是人类知道的第一个反物质，也让狄拉克的预言得到了实验证实。1955年，美国物理学家欧文·张伯伦等人在加利福尼亚州立大学劳伦斯一伯克利国家实验室用高能质子轰击铜时，制造出了反质子；1956年，又有科学家制造出了反中子；紧接着，反中微子、反介子、反原子……陆续登场，基本粒子的家族中涌现出一大批新成员，为原子核物理学谱写了颇为有趣的新篇章。
从此，科学家逐渐认识到，不仅质子和电子有对应的反质子和反电子，而且所有微观粒子都有自己的反粒子。如果反质子、反中子和反电子像质子、中子、电子那样结合在一起就成为反原子。40年后，这个观点也得到了实验证实——1995年，欧洲核子研究中心(简称CERN)宣布，他们在PS210实验期间，成功制造出世界上第一批反氢原子。第二年，美国费米实验室又成功制造出7个反氢原子。费米实验室的结果为EERN的发现提供了佐证。
早期的反氢原子是在1000万℃的极高温度下制造出来的，是“热”的反氢原子，具有极高能量，不适合做研究工作。要利用反氢原子做研究工作，获得更多的反物质知识，就必须减少“热”反氢原子的能量，使其变“冷”。在这方面，CERN做了很多工作。早在1997年，CERN宣布，他们耗资1158万美元建成一个周长188米的圆形混凝土盒状反质子减速器，利用磁场将反质子的能量从3500兆电子伏减少到53兆电子伏，然后用电磁场对反质子进行约束，与正电子结合生成反氢原子。按照计划，在这年年底前他们将用反质子减速器制造出首批“冷”反氢原子.
上述计划如期完成，早在2002年年底，CERN制造出了世界上第一个“冷”的反氢原子，并将它储存起来。随后，CERN又斥资60亿美元建成世界上最大的原子加速器——大型强子对撞机(LHC)。科学家相信，随着包括探测器和加速器等在内的一系列研究工具投入使用，有望进一步揭开反物质之谜。
2 反物质世界
宇宙学家指出，反物质是在137亿年以前宇宙大爆炸时与普通物质一起产生的。
大爆炸最初的1秒钟是宇宙的婴儿时期，在这一时期宇宙出现了一次暴涨，电子、质子和中子等基本粒子在这一时期形成，反电子、反质子、反中子等反粒子也是在这一时期形成的。
物质世界琳琅满目，反物质世界又是怎样的呢?一部名叫《费城实验》
的 美国科幻影片让我们看到了它的神奇：1943年12月，美国海军在费城进行了一项秘密实验，用于实验的一艘驱逐舰在强磁场产生的绿色烟雾中突然消失，军方立即下令停止实验。他们随后惊奇地发现，一眨眼功夫驱逐舰就驶到了远在470千米以外的诺福克码头。是什么力量使这艘驱逐舰产生如此之快的速度呢?影片没说。然而，当我们走进反物质世界时，呈现眼前的景象比《费城实验》奇妙多了!在反物质世界里，一切都与现实世界相反，力的方向也是反的。你若想提起反物质物体，不是把物体向上提，而要往下按；要是向“反墙”上钉反物质钉子，不能用锤子对准墙壁用力敲打，而要用力拔它。这是一个多么奇妙的世界!试想在这样一个世界里，我们的一颦一笑将是何等模样!
真有这样一个奇妙的反物质世界吗?从哲学的角度讲，这个问题很容易回答，有左必有右，有上必有下，有阳必有阴，有正必有反。我国古代太极图似乎暗示了这一点，一些天文学家也认为可能有这样的世界。目前，由诺贝尔物理学奖获得者、华裔科学家丁肇中主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已有16个国家的科学家参与，投入的资金高达1000多亿美元。
许多科学家表示，谁要是能发现宇宙反物质的存在，那么他将当之无愧地获得诺贝尔奖。这项研究拟在太空进行，探测器发射后将永驻太空。
丁肇中认为，如果反物质确实存在，当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。因为反物质是极不稳定的，它与物质一接触，原子外层的电子因电荷与反原子外层反电荷相反而抵消，原子核中的质子也因同样的原因相互湮灭，而反中子则因磁性与中子相反而与中子强烈碰撞。根据爱因斯坦理论，这种碰撞能将参与碰撞的物质全部转化为能量，效率达到100％。
目前，由丁肇中主持的这项研究已进行多年，并取得了一些重要成果。不过，丁肇中慎重地表示：“但是，从这一领域的发展历史来看，人们要有思想准备，也许我们会发现意想不到的东西，与原先想研究的东西毫无关系。”这番话是有科学根据的。据科学家推测，在我们周围3000万光年内不会有反物质存在，在这个范围以外是否有，现在还无法作出回答。爱因斯坦广义相对论告诉我们，宇宙中的黑洞是连接两个分离的时一空区的隧道，假如反物质世界处于时一空另一端，那么黑洞就可能是反物质世界的通道。当然，最大的可能性就是黑洞内部正是一个反物质世界。
为了解反物质世界，美国科学家曾在1979年把一个60层楼高的巨大气球放到离地面35千米的高空，气球上载有一批十分灵敏的探测仪器。这个巨型气球在空中截获了28个反质子。这是在地球以外第一次发现反物质。除此之外，还在星际空间发现了反物质流。1997年4月，美国天文学家又宣布，他们利用“康普顿伽玛射线天文台”
在银河系上方约3500光年处发现了一个不断喷射反物质的反物质源，它喷射出的反物质形成一个高达2940光年的“反物质喷泉”。最近还有报道说，天文学家在一颗编号为SN2005E的异常奇特的超新星上发现了一个“反物质工厂”，它正在不间断地向周围释放正电子。SN2005E距离地球1亿光年，是一颗白矮星爆炸而成的超新星。这类天体的发现有助于揭示宇宙中反物质的来源和分布，从而更好地认识宇宙的演化过程。
不过，尽管在一些孤立的时间和孤立的区域观测到了一些反物质，但迄今为止还没有飞行仪器发现过宇宙中存在大量反物质的证据。这些孤立的反物质有两种可能的来源：一是来源于一些孤立的发射点，例如正在发生很高能反应的一些星系核和类星体上产生的反物质，但它们随后就湮灭了；二是高能粒子碰撞产生的次级产物。总之，不管这些反物质来源如何，都不能说明有一个反物质世界存在。
没有观测到大量反物质，是不是就意味着没有反物质世界呢?不一定。有人用蚂蚁爬纸条来说明反物质世界和物质世界之间的关系。取一张小纸条，把两头粘在一起，让一只蚂蚁在上面爬。假如不允许它爬过纸条边缘，它怎样才能爬到纸条的另一面呢?有人提出两个方法：一是蚂蚁爬过纸带边缘；二是在纸带上打个洞，让蚂蚁钻过去。可这两个方法都是不允许的，因为二者都要爬过纸条边缘。如果我们用手分别捏住纸条的两头，把纸条旋转180度，再粘在一起，纸条的两面就变成一面了，蚂蚁只要在纸条上爬行就可以轻易地爬到纸条的另一面。这个例子好比我们没观测到反物质世界，或许并不是因为没有这样奇异的世界，而是我们没有把“纸条旋转180度粘在一起”。换句话说，假如我们的观测方法得当，观测到反物质世界也许是唾手可得的事。
3 宇宙失衡之谜
从根本上讲，反物质就是普通物质的镜像。正如我们照镜子一样，镜中的像与我们并无二致，数量也应是相等的。大多数理论家认为，在宇宙大爆炸期间产生的粒子与反粒子数目几乎没有差别。但在我们思维所及的范围，一切都是普通物质组成的，月亮、太阳、星星、星系和星系团概莫能外，只能偶尔见到一两个反物质或反物质喷流。科学家把这种现象叫做“宇宙失衡”。这是一个令科学家困惑的宇宙之谜。对这种现象有两种看似可行的解释。
第一种解释是，普通物质和反物质的物理性质可能存在着微小差别，使得早期宇宙过多地被普通物质所填满。在理论上，虽然预言反物质世界可以映出普通物质世界的完美身影，但实验已经证实“镜子”存在着一些“划痕”。例如CERN在1998年的实验显示，一些名为K中介子的特殊粒子时不时地转变为反粒子，使得普通物质与反物质之间失去平衡。2001年。加拿大和日本的粒子加速器也发现了类似现象，而且在更重的K中介子同位素B介子之间发现了更加不均衡现象。为深入探讨宇宙失衡问题，CERN准备启用大型强子对撞机做B介子试验，使用一台4500吨重的探测器来寻找更多的K介子。
第二种解释是，宇宙形成后数秒内，普通物质与反物质湮灭得不充分，它们在相互消灭对方的过程中设法逃离了出去。反物质可能就隐藏在宇宙的镜像区，在那里，可能存在反恒星、反星系甚至反生命。最初可能普通物质多一些，或者反物质多一些，随着时间推移，这种微小的差异扩展到宇宙的各个区域，形成了今天的普通物质与反物质的分离局面。
科学之谜终究要靠科学实验来解答，宇宙失衡之谜也是一样。如CERN所做的那样，物理学家已在地面实验室通过做实验的方式来寻找答案。从十年前起，中日两国科学家在海拔4300米高的西藏羊八井地区设置了分散的粒子探测器，开展宇宙射线研究，先后接收到正电子、μ子、π介子等高能粒子。后来，他们又改建了新的“地毯”式探测阵列，用以接收来自宇宙的高能射线和反物质粒子。中国科学院高能物理研究所还和意大利合作，在西藏建成世界上第一个 1万平方米“地毯”式粒子探测阵列实验站，目前该探测阵列的实验厅已经完工。科学家正在铺设“地毯”，计划两年后完工。这是世界上海拔最高的科学工程，是地面宇宙线探测的重要基地。
除了地面实验和观测外，天文学家和空间科学家还联袂用空间观测手段来解疑释惑。在3000万光年以内的反物质，由于同普通物质碰撞而迅速湮灭，很难观测得到，即使空间探测器遇到了它们，也无法直接观测出来，因为今天的天文观测大多数是接收天体发射的光子。从理论上讲，普通物质的天体如果辐射光子，反物质的反天体也应当辐射反光子。光子是中性粒子，光子与反光子是同一种粒子。天文学家通过光子(包括可见光、射电波、x射线和伽玛射线)观测，区分不了它们是来自天体上的物质还是来自反天体上的反物质。恒星和星系除了辐射光子外，还辐射中微子。中微子与反中微子很不一样，如果天文学家能接收中微子，对探测反物质是有益的。可惜中微子与任何物质的相互作用都很微弱，很难探测到它们，因此探测中微子需要很大很大的探测器。以今天的科学技术来建造中微子探测器是非常困难的。当今世界上只有美国和日本有这样的探测器，它们都建在地底下，并且效果都不理想。
不过，天无绝人之路，开辟道路的是阿尔法粒子。宇宙线中含有极少量阿尔法粒子，但从没有发现过反阿尔法粒子，这说明原始宇宙线是由普通物质组成的。如果宇宙中有反物质恒星，那么宇宙线中的阿尔法粒子将与它发射的反阿尔法粒子碰撞而湮灭，产生叮π0介子，并很快衰变成伽玛射线。因此，通过阿尔法粒子观测就可以判断宇宙中有没有反恒星存在。
美国宇航局早就想设计仪器来探测阿尔法粒子，
而这个想法现在由丁肇中领导完成。仪器名字叫做“阿尔法磁谱仪”(简称AMS)它是进入太空的全能粒子探测器。它和地下加速器有两个重要区别。首先，它探测的粒子能量大大高于粒子加速器激发的重原子核能量。例如，世界最大的粒子加速——CERN的大型强子对撞机可以把粒子撞击到近7万亿电子伏特，而宇宙线的能量可以高达1万亿亿电子伏特以上。其次，地面加速器是使粒子相互撞击，而AMS是从深空选取高能粒子样品。AMS是大型空间粒子探测器，能够获得很多很多数据。由于数据太多，需要在太空探测器上安装超巨型计算机，进行必要的数据处理和向地面发送数据。为此，AMS需要2.5千瓦能源，这远远超过普通空间飞行器上太阳能电池板的供电能力，所以必须把它放在国际空间站上，因为后者能提供103千瓦的电源。
1998年6月2日，由中国台湾与美国合作的I型AMS由美国“发现号”航天飞机带入太空，在近地轨道附近飞行了10天，发现了宇宙线的许多新现象。2007年，中国科学院、东南大学和中国台湾与美国合作的Ⅱ型AMS由美国航天飞机送入国际空间站运行。AMS实验室对于人类认识宇宙的形成机理有着极其重要的意义，利用AMS的观测数据有望破解宇宙失衡的奥秘。
4 反物质飞船
物质与反物质湮灭，质量可以完全转化为能量，带来最大的能源效率，且单位质量的产能量是核能的千百倍，是普通燃料的亿兆倍，所以科学家尝试着把反物质作为新能源进行研究和开发，试图让反物质在很难补给燃料的行星际飞行和星际飞行中发挥作用。
反物质推进飞船是科幻文学中最具吸引力的词汇，也是粒子物理学中几乎像黑洞一样的话题。在科幻作品中，反物质是飞向行星、飞向恒星的飞船最理想的燃料。大多数自身很重的飞船都使用反物质作为燃料，把人类送上火星，需要使用成千上万吨化学燃料，而以反物质推进火星飞船，仅仅几十毫克就够了，而且只需要6周时间。
任何飞船都要用火箭推进。在最基本层面上，反物质火箭仍是一种通过作用和反作用推动探测器在空间前进的牛顿火箭。目前反物质火箭的结构设计正在拟议之中，初步样品尚未研制出来。根据科学家的提议，有以下三种供选择的类型：直接使用反物质湮灭产生推进力；用加热的工作流体作为推进剂；将加热的工作流体用来发电，再使用某种形式的电动飞船推进系统。上述第一种类型，就是在反质子湮灭反应中，产生带电和不带电的两种介子和伽玛射线，带电的介子可以用磁喷嘴做通道产生推力。这类反物质火箭是产生热的核心装置，但效率不高。第二种类型是利用正电子湮灭产生的热量来排出流体。第三种类型是用湮灭伽玛射线加热和烧蚀船帆，由烧蚀物质提供推力。不管上述哪种类型，火箭都要利用反物质给电动空间驱动器充电，都与普通核电力火箭设计相类似，即反物质湮灭能量直接或间接用于加热工作流体，提供动力或用来发电，给某种形式的电力空间推进器系统提供电能。
以前的反物质火箭燃料都采用反质子设计，但这种设计可行性不大，原因是这种燃料在与物质湮灭时会产生高能伽玛射线，它就像X射线作用在甾类有机物上那样，能穿透物质，分解细胞内分子，损害周围生物健康，高能伽玛射线还能击碎发动机材料的原子，使发动机出现放射性。最新的反物质火箭燃料采用正电子设计。正电子产生的伽玛射线能量仅为反质子的1/400，可以避免产生极具放射性污染的副作用。
先进的正电子火箭发动机叫做烧蚀发动机。它的主要工作原理是：正电子装在小容器里，小容器放在铅盒内。当小容器里的正电子蒸发出薄薄的一层物质时，发动机就喷出蓝白色气体。容器每秒钟向喷嘴腔喷射很多次，所以不断进行物质与反物质反应。正电子进入喷嘴腔后同容器相互作用，放出伽玛射线，伽玛射线被铅吸收，发射低能x射线，因为x射线比伽玛射线容易被喷嘴物质吸收，所以低能x射线能使喷嘴物质蒸发。
一个美国科学家研究小组正致力于研发采用正电子设计的反物质动力宇宙飞船。在研究中，科学家发现反物质飞船面临两大难题。第一个难题是反质子价格昂贵。使用现在的技术，每生产1毫克正电子大约要耗费2500万美元，设备改善后，捕获反质子的成本有可能降到每毫克5万美元。可喜的是，芝加哥郊外的费米实验室的新设备允许产量增加10倍，即每年可生产15毫微克正电子，正电子的价格可望进一步降低。第二个难题是正电子储存困难。粒子与反粒子碰到一起就像冰块遇上火球，或者一起消失，或者转变为其他粒子，所以在地球上，反物质一旦碰上其他物质就会灰飞烟灭。目前的反物质一般储存在“彭宁阱”内，但这只适用于储存极少量的反物质，不能作为太空反物质飞船的燃料储存器。CERN正努力生产反氢原子，并期望能利用“伊奥夫一普里查德阱”把大量反氢原子安全地长期储存起来。
如果这种技术被证明前景广阔，并且能吸收到足够的开发资金，那么正电子动力飞船就将成为人类飞往火星的工具。
有科学家认为，反物质动力飞船最 重要的优点是比较安全。目前计划设计的“火星参考飞行器”使用核动力推进器，可以缩短飞往火星的时间，使宇航员暴露在宇宙线中的时间减少，从而增加了安全性。但是，核反应堆很复杂，在飞行中可能存在较多的安全隐患。
正电子反应器则具备核反应堆的所有优点，而且结构简单，也没有核污染。核动力飞船由于带有核燃料，即使在燃料用完以后，核反应堆依然存在放射性，因此在飞船到达火星后，必须考虑让核反应堆进入一个特别的轨道，使它至少在100万年(即残留的放射性降低至安全水平所需的时间)内不与地球相遇。而正电子动力飞船在正电子反应堆燃料用完后不会留下放射性，即使正电子反应器意外地重返地球大气层，也不存在安全问题。此外，如果火箭携带的核反应堆发生爆炸，必定向大气层释放放射性粒子，而正电子动力飞船如果发生爆炸，它将释放伽玛射线，而伽玛射线瞬间消失，没有放射性粒子随风飘移。在爆炸的一刹那间，释放的粒子局限在一个狭小区域内，危险区限制在飞船周围约1千米范围，与一枚普通大型化学火箭巨大爆炸造成的危险区大小相同。
正电子动力飞船的另一个重要优点是速度。核动力飞船载宇航员去火星需要180天，而先进的正电子动力飞船只要一半时间，或许只要45天就够了。
5 反物质武器
科学家还尝试利用反物质制造反物质武器。
反物质武器是一种以反物质作为能量、推进剂或爆炸物的器件，是想象中的拥有超强力量的武器，目前还仅存在于科幻小说中。不过，美国空军已对其可能的军事用途，包括毁灭性效果产生了兴趣，他们一直在资助与反物质有关的物理研究。
反物质武器的保密性很强，相关资料释放得很少。从其中的只言片语中我们可以知道，反物质炸弹不但易于引爆，而且不产生核辐射，是一种“干净的氢弹”。它拥有氢弹的爆炸威力，却不造成核污染；它不像原子弹那样必须达到临界质量才能爆炸，而是在特别微小的质量下也能爆炸；它还不像氢弹那样要求很高的点火温度。这是一种可作为热核爆炸或激发极强x射线或γ射线的“扳机”武器。
核武器专家认为，反物质武器是第四代核武器。
第一代是“二战”期间美国在日本广岛和长崎投下的原子弹，称为钚弹，是利用钚核裂变反应释放的能量制造的。中国爆炸的第一颗原子弹是利用铀核裂变反应释放的能量制造的，称为铀弹。它们都属于第一代核武器。几年后，氢弹试验成功。它是利用轻核(氘、氚)聚变反应释放的能量制造的，属于第二代核武器。后来为了增强或减弱核武器某些方面的毁伤作用，又制造出了中子弹、冲击波弹、感生放射性弹、x射线弹和弱剩余放射性武器等，它们属于第三代核武器。第四代核武器就是反物质武器。
反物质武器具有第四代核武器的共同特点。其一，虽然威力巨大，但其附带*伤效应较小。新一代核武器强化了核反应中的部分*伤效应，同时抑制了其他*伤因素和破坏因素的产生。其二，*伤手段与*伤、破坏目标更为单一。新型核武器可只应用爆炸产生的冲击波、电磁脉冲或是其他*伤、破坏因素攻击特定目标，使用者在使用核武器攻击时有更大的选择余地。其三，研究手段中高科技含量非常高。南于反物质本身之谜还没解开，要想把反物质武器投入战场，还需要很长时间。
如何制造反物质
地球上没有现成的反物质，那怎样才能获取反物质呢?有两种办法，一是到宇宙中去寻找，二是在实验室里制造。氢原子的构造最简单，原子核中只有一个质子，核外只有—个电子，因此制造反氢原子比较容易。人工制造反氢原子的程序是：将高速原子核和质子相撞，产生反质子；用减速器将反质子速度减到1/10光速后，储存到由强磁场做成的“彭宁阱”里，再用电场将其进一步减速；另一方面，由放射性衰变收集来的正电子也用电磁场做的“阱”来减速和储存；最终，让低能反质子和正电子在“彭宁阱”里结合，形成反氢原子。1995年，采用这套程序，在瑞士日内瓦建成世界上第一个反物质研制工厂——欧洲核子研究中心(CERN)，并且制造出了第一个反氢原子。截止目前，已制造出近5万个反氢原子。
在反物质制造当中，一个重要的环节是反物质的储存。反物质不能与物质接触，否则它们一接触就立刻湮灭，生成伽玛射线。释放中微子。所以反物质是不能储存在容器里的。带电的反物质一般储存在“彭宁阱”里，不带电的反物质由于磁场对它不起作用，目前尚无合适的储存方法。
反物质的应用
如果制造出了反物质，那它们有什么用处呢?主要可用于以下方面。
医药 反物质与物质的反应在医疗影像上已有实际应用，正电子发射体断层扫描就是一例。在β 衰变中，由于发射了一个正电子，核素就失去一个多余的正电荷，一个质子变成一个中子并发射一些中微子。失去的正电荷很容易在回旋加速器中产生出来，这种反物质在医疗上得到了广泛的应用。
燃料 在诸多能源中，正、反物质碰撞产能率最高，1千克反物质可产生9亿亿焦耳能量，约比相同数量的物质化学能大100亿倍(比梯恩梯炸药的能量大200亿倍，比生成水的能量大60亿倍，比今天的核裂变释放的核能量大1万倍，比核聚变释放的能量大100倍)。由于其质量能百分之百地转换成能量，所以1千克反物质与1千克物质反应能产生18亿亿焦耳能量。
不过，反物质的能量转化率虽高，却不能用于使用便携式发电机的定期运输和城市照明等日常生活用途，因为在核与反核之间的反应中，产生的能量约有一半被中微子带走，在理想情况下效率也只有50％。而在制造反物质的过程中，每一个过程都要消耗大量能源。此外，反物质是稀罕之物，在我们周围3000万光年以内不存在“天然”反物质，而目前人工生产的反物质非常有限，目前的产量仅为每年1～10毫微克，预计在欧洲核子研究中心和费米实验室新的加速器设备安装后，在2015年或2020年每年可生产3～30毫微克反物质。即使到那时，也是杯水车薪。难以为继。研究人员指出，利用当前的技术，即使通过优化碰撞和收集参数，美国反物质的生产成本每毫克仍高达2500万美元。所以，在氘一氚聚变发电技术应用之前，除了反物质催化核脉冲的推进力可以用在空间飞行器上之外，经济的纯反物质推进器不大可能投入使用，在日常生活中的应用更是遥遥无期。
人类认识物质的过程
物质是什么?在过去的2500年里，物质概念发生了明显的变化。
●公元前600年，古希腊的塞利斯注意到，琥珀摩擦毛皮后产生吸引头发和其他轻的物体的神秘力量。
●公元前460年，古希腊的德谟克利特发展了一个把物质分成越来越小的小块的概念，直到它不能分割为止。他把这些最小物质叫做原子。
●公元1687年，艾萨克·牛顿应用建立在原子理论基础上的观点解释气体定律。
●公元1803年，英国化学家约翰·道尔顿系统地提出他的理论：一切物质都是原子构成的，化学反应来自这些原子的结合和分离，原子具有自己的特性。
●1897年，英国物理学家J·J·汤姆孙发现了电子。并且提出，物质模型类似于“布丁中的葡萄干”。
●1911年，英国物理学家欧内斯特-卢瑟福用氦核(阿尔法粒子)轰击金箔，记录到大多数阿尔法粒子穿过金箔后不变，但有一些往一切方向偏转，有的甚至弹回到自己来的方向。他得出结论，物质大多数是真空的空间，由中心为一个小的正电荷周围包围着带负电的粒子组成。
●1924年，法国的路易斯·德布罗意提出，物质像光一样由波组成，而不是由粒子组成。
●1925年，奥地利物理学家欧文·薛定谔形成一个把整个原子作为相互作用波的模型，粒子就像小提琴琴弦上的振动，它们只封闭在一些圆上。
●1926年，德国物理学家维尔纳·海森堡提出“不确定性原理”，指出你不能同时知道粒子的位置和动量。其中一个你知道得最好，另一个你就了解得最差。原子现在被视为由电子波云包围的一个核。
●1960年，美国物理学家默里·盖尔曼提出，原子中的质子和其他基本粒子由更基本的粒子——夸克组成。
