1928年,狄拉克对量子力学研究开拓了一个迷人的新方向,他的波动方程预言了正电子的存在。在当时,任何一个装备较好的实验室里的实验学家,如果他对狄拉克理论有粗浅的认识的话,“就会在一个下午找到正电子”,但是,对当时的实验学家来说,狄拉克理论包含着太多的新奇而表面上看来是非物理的思想,以至于大多数人直到正电子的存在被实验所确证之后,才真正接受了它。所以因发现正电子而获1936年诺贝尔物理学奖的卡尔 · 安德逊(Carl Anderson)说:“1932年正电子的发现完全是偶然的。”导致正电子发现的这一实验的最初目的是为了直接测量入射的宇宙辐射所产生的第二代电子能谱。安德逊观察到的一些径迹似乎表明,这些径迹是由一种与电子有相反电荷的粒子所留下的,径迹的宽度和曲率的大小排除了质子的可能性。于是,狄拉克所预言的正电子被发现了。这些工作标志着反粒子和反物质的科学起点。
如果在远距离上观察反物质的话,反物质很难被观察到。反氢原子所形成的光谱同氢光谱一模一样,因此对于一个遥远的星系来说,不论它是由物质还是由反物质组成,我们用射电望远镜去观察应当相同的。由于这个缘故,宇宙仅有物质所组成的呢,或者在宇宙中还存在着大量的反物质仍然是个未决的问题。
拥护大统一理论的物理学家认为宇宙是由物质占据主导地位的。在大统一理论中,存在一种称之为X粒子的新粒子。在宇宙的太初时代物质与反物质处于均等状态,但是X粒子和它的反粒子以不同的速率衰变为其他形式的粒子和反粒子。结果,物质与反物质之间完全平衡(相同数目的X粒子和反X粒子)的初始状态,就可以通过宇宙极早期阶段中的这些衰变,自然而然地转化为某种“一边倒”的状态。
但是,大统一理论迄今为止仍然是一种科学的假设,所以我们也可以这样认为 :物质和反物质在现今的宇宙中仍处于均等状态,只不过由于某种原因它们被分离开来了,各自形成星系或恒星那么大的天体,而这些天体之间发生相互作用的几率是很低的。一种称作为双等离子体的宇宙模型就认为宇宙可能处于半数物质和半数反物质组成的那么一种状态。认证宇宙中反质子的一条途径就是设法观察物质和反物质交界处的湮灭反应。这种湮灭反应最终应当释放出略小于100 Me V能量的γ射线,到目前为止,尚未得到这类辐射的充分的观测资料。所以,奥勒特和加布列斯的研究是十分重要的,在实验室里生产出反氢原子,并仔细测量它的性质,特别是除电荷外它是否与氢原子存在着微妙差别将会使宇宙学家兴奋不已。