反物質(zhì)一旦與物質(zhì)接觸，兩者便會相互抵消，釋放出巨大的能量，這一反應(yīng)稱為“湮滅”，遵循愛因斯坦的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式E=mc方。

  質(zhì)能方程E=mc方中的E是能量，m是質(zhì)量，c是光速，這個公式意味著“質(zhì)量m”可以轉(zhuǎn)化為“能量E”，湮滅反應(yīng)一旦發(fā)生，正反物質(zhì)的質(zhì)量將全部轉(zhuǎn)化為能量，正反兩種物質(zhì)將全部消失。

  不僅僅是“湮滅”反應(yīng)，所有的反應(yīng)都遵循質(zhì)能方程，發(fā)生反應(yīng)后，釋放出能量那部分質(zhì)量減少變輕，例如，太陽的質(zhì)量因核聚變反應(yīng)每秒減少427萬噸。

   太陽內(nèi)部發(fā)生核聚變反應(yīng)，主要是氫的原子核互相聚合，生成氦原子核的反應(yīng)，這一反應(yīng)中，僅僅是“原子核中的質(zhì)子或中子結(jié)合的部分”釋放能量，因此，轉(zhuǎn)化為能量后，參與轉(zhuǎn)換的物質(zhì)失去百分之0.7的質(zhì)量，并不能像湮滅反應(yīng)那樣，質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化為能量而消失不見。

   化石燃料的燃燒反應(yīng)也是同樣的，燃燒后，燃料的質(zhì)量會減少變輕，雖然減少的質(zhì)量相當微小，但是可以稱量出燃燒前后的質(zhì)量差，“質(zhì)量守恒定律”說，質(zhì)量在化學反應(yīng)前后不發(fā)生變化，嚴格說，是錯誤的。

  燃燒反應(yīng)是火力發(fā)電最常見的反應(yīng)，在燃燒反應(yīng)中，只有化石燃料分子中“原子相互連接的部分”釋放出了能量，原子本身在反應(yīng)前后并沒有發(fā)生變化，當燃料的質(zhì)量相同時，湮滅反應(yīng)釋放的能量是燃燒反應(yīng)釋放能量的30億倍。

  無論是星系（銀河系），還是恒星、行星、我們的身體，都是由“物質(zhì)”氫、碳等原子組成，原子由原子核與繞原子核運動的電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子則由夸克組成，夸克和電子是構(gòu)成物質(zhì)的“基本粒子”，無法分解為更小的粒子。

  反物質(zhì)是物質(zhì)的鏡像，普通的鏡像只是使左右相反，而反物質(zhì)與物質(zhì)之間的鏡像不僅使左右相反，也使粒子的電性相反，這是反物質(zhì)與物質(zhì)的一大差別。

  構(gòu)成物質(zhì)的所有基本粒子都有其對應(yīng)的“反基本粒子”，也就是說，存在與夸克一模一樣的“反夸克”，反夸克構(gòu)成了“反質(zhì)子”、“反中子”，反質(zhì)子、反中子構(gòu)成了“反原子”。

  1928年，英國物理學家保羅.狄拉克從理論上預(yù)言了反物質(zhì)的存在，當時量子力學還是一個嶄新的物理學分支，狄拉克試圖建立一個結(jié)合量子理論與狹義相對論的理論，在這個過程中，他推導(dǎo)出一個奇怪的結(jié)論：粒子攜帶的電荷是相反的，也就是說，應(yīng)該存在反粒子，利用能量生成粒子與反粒子的反應(yīng)，被稱為“對產(chǎn)生”。

   四年之后，反粒子被發(fā)現(xiàn)了。

  1932年，美國物理學家卡爾.安德森在對宇宙射線的觀測中時，發(fā)現(xiàn)了一種未知粒子進入了觀測裝置中，這種未知粒子的質(zhì)量與電子完全相同，卻帶著與電子相反的正電荷，安德森根據(jù)宇宙射線的軌跡判斷，這種未知粒子就是狄拉克預(yù)言的正電子~“反電子”（電子帶的是負電荷）。

  1955年，科學家利用美國加利福尼亞大學伯克利分校的加速器，成功合成了“反質(zhì)子”，并在1956年發(fā)現(xiàn)了反中子，1965年發(fā)現(xiàn)了反氘核（1個反質(zhì)子 1個反中子），1970年合成了反氦3核，1995年成功制造出反氫原子，2011年合成了反氦4核。

  由于反物質(zhì)與物質(zhì)相遇后，瞬間就會湮滅消失，所以反物質(zhì)很難保存，2011年，日本東京大學與理化學研究所，共同參與的國際研究團隊，利用“磁瓶”，成功將反氫原子“抓住”了大約16分鐘。

  目前，分布在全球各地的加速器，都在不斷制造反物質(zhì)，比如，日本筑波市的高能加速器研究機構(gòu)，正在運行的加速器里大約有100萬億個反電子。

  宇宙誕生于一個蘊藏著巨大能量的空間，大約137億年前，這個空間爆炸性的急劇膨脹，最終形成了現(xiàn)在的宇宙，宇宙大爆炸之前，只有能量，沒有物質(zhì)，之后能量利用“對產(chǎn)生”轉(zhuǎn)化為“物質(zhì)”與“反物質(zhì)”。

  最初，能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)與反物質(zhì)的“對產(chǎn)生”反應(yīng)占據(jù)優(yōu)勢，物質(zhì)與反物質(zhì)不斷增多，隨著宇宙變大、變冷，需要巨大能量的“對產(chǎn)生”變得越來越困難，與此相反，反物質(zhì)與物質(zhì)不斷發(fā)生碰撞，相互湮滅消失。

  于是，隨著宇宙越來越冷，湮滅反應(yīng)逐漸占了優(yōu)勢，宇宙中的物質(zhì)與反物質(zhì)不斷減少，與137億年前宇宙生成的物質(zhì)的總量相比，現(xiàn)在的物質(zhì)總量只是那時候的10億分之2，絕大部分的物質(zhì)與反物質(zhì)發(fā)生湮滅反應(yīng)而消失了，最終剩下的“物質(zhì)”構(gòu)成了我們宇宙的物質(zhì)部分。

  本來，在137億年前，宇宙大爆炸后，“對產(chǎn)生”制造出來的物質(zhì)與反物質(zhì)的數(shù)量應(yīng)該相同，之后，物質(zhì)與同樣數(shù)量的反物質(zhì)因為“湮滅反應(yīng)”，都應(yīng)該變?yōu)槟芰慷?，我們的宇宙就?yīng)該是沒有物質(zhì)的宇宙，那么為什么有10億分之2的物質(zhì)殘留下來了呢。

  物質(zhì)帶負電，反物質(zhì)帶正電，于是研究者把目標盯上了不帶電的基本粒子~“中微子”，中微子是唯一不帶電的基本粒子（中微子有三種，都不帶電），在一平方厘米的范圍內(nèi)，每秒大約有660億個來自太陽的中微子穿過地球。

  中微子與反中微子都不帶電，中微子都是左旋的，反中微子都是右旋的，1998年，日本東京大學的梶田隆章博士等人發(fā)現(xiàn)“中微子具有質(zhì)量”，這意味著中微子與反中微子實際上可能是同一種粒子。

  之前，人們認為中微子與光子一樣沒有質(zhì)量，所以中微子是以光速飛行的，狹義相對論證明光速不可超越，所以以光速飛行的中微子同樣永遠不可超越。

  但是，如果中微子有質(zhì)量，就意味著中微子的飛行速度低于光速，是可以超越的，如果以比中微子快的速度，回頭去觀測中微子，那么就會發(fā)現(xiàn)本應(yīng)是“右旋”的反中微子，“左旋”著離觀測著越來越遠。

   也就是說：“反中微子變成了“中微子””，反中微子與中微子或許是同一種粒子，只是因為觀測者的視點不同的錯覺而已，才把反中微子與中微子看成兩種粒子。

  當然，僅僅弄清楚了反中微子變身為中微子這個現(xiàn)象，并不能完全解釋反物質(zhì)消失的原因，如果反中微子與中微子一模一樣，也存在著中微子轉(zhuǎn)化為反中微子同樣的轉(zhuǎn)化。

  也就是說，在宇宙誕生之初，中微子與反中微子的互相轉(zhuǎn)換的數(shù)量、概率應(yīng)該是相同的，所以不帶電的正反中微子，逃過了正反物質(zhì)的湮滅反應(yīng)，中微子與反中微子存留下來的數(shù)量應(yīng)該是相同的，而現(xiàn)在的宇宙中，中微子的數(shù)量，遠遠超過反中微子的數(shù)量。

   中微子成為組成我們宇宙的物質(zhì)部分，構(gòu)成了所有物質(zhì)世界，但是宇宙誕生之初由能量通過“對產(chǎn)生”制造出來的正反中微子的質(zhì)量，要大于現(xiàn)今宇宙中殘存的10億分之2物質(zhì)的量。

  所以反中微子與中微子之間，應(yīng)該存在著我們尚未發(fā)現(xiàn)的差別，那么才有可能出現(xiàn)宇宙中只剩下中微子的情況。

   為研究中微子與反中微子的不同之處，科研人員正利用日本茨城縣東海村的大強度質(zhì)子加速器，向相距大約300千米的“超級神岡探測器”，射入同一種的正反中微子。

  超級神岡探測器是日本建造的大型中微子探測器，位于岐阜縣神岡町的地下，可以把射入的部分正反中微子，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮又形⒆踊蚍措娮又形⒆樱缓髮ζ滢D(zhuǎn)變的比例進行比較。

  如果轉(zhuǎn)換的比例不同的話，則意味著發(fā)現(xiàn)了中微子與反中微子的新差異，日本計劃建造靈敏度更高、觀測能力更強的超級神岡探測器，建成后，就可以進行更高精度的實驗。

人類對于反物質(zhì)的研究，是為了還原宇宙誕生之初時真實場景的重要的研究方法之一，也是揭開我們宇宙最終極的秘密之一。