反物质是自然界留给我们的最大谜团之一。
按照“大爆炸”理论，宇宙诞生之初曾经产生了等量的正物质与反物质。但为什么我们现在看到的世界几乎都是由正物质构成的呢？
1967年，前苏联科学家萨哈罗夫提出了一种解释，认为对于物质与反物质而言，物理定律必然要有所不同，这一现象称为“电荷反转和宇称反演不守恒”（简称“CP破缺”），即由于正、反物质在内部结构和物理特性上存在差异，导致正、反粒子的衰变速率不同而造成的。
电荷反转就是把所有粒子用其反粒子代替，宇称反演实际上就是镜像反射，或者更确切地说，就是把空间左右颠倒过来。20世纪50年代，两位美籍华裔科学家李政道和杨振宁提出某些基本粒子在弱相互作用下宇称不守恒的观点，并由另一位美籍华裔女科学家吴健雄加以实验证实。李政道和杨振宁因此获得1957年诺贝尔物理学奖。
目前世界顶尖的一些高能物理研究机构，例如欧洲核子研究中心、美国斯坦福直线加速器中心、布鲁克海文国家实验室、日本筑波科学城等正在进行有关考察一类名为B介子的粒子和反粒子的衰变中发生CP破缺的实验，结果初步证实了萨哈罗夫的推断。
科学家还发现，要解开反物质之谜，必须深入研究反粒子的内部结构和物理特性。20世纪30年代，科学家们就已人工制造出正电子。1955年，美国伯克利·劳伦斯国家实验室的科学家利用粒子加速器加速质子，产生极高能量，首次人工制造出反质子。
有了正电子和反质子，科学家便尝试在实验室中将它们合成，用人工方法制造反物质。
2000年9月，欧洲核子研究中心的科学家使用反质子减速器，利用磁场将高能反质子和正电子冷却、减速和聚积，最终在绝对温度0.5K（零下272.66℃）以下的冷却环境中，通过彭宁离子阱装置成功制造出约5万个低能态的反氢原子，并且可以把反质子和正电子保存两个月之久。这是人类首次在受控条件下制造出大批反物质。
反物质的潜在用途十分诱人，1g反物质与对应的正物质所发生的湮灭反应将释放出相当于4万t爆炸当量的巨大能量，能量释放率远高于氢弹爆炸，这些能量转换成电力后足够上万个家庭用一年。
（欧洲核子研究中心的科学家使用反质子减速器制造反氢原子）
不过，目前制造反物质所需的能量要远远大于其湮灭反应释放的能量，因此用反物质来解决未来的能源问题是不现实的，但反物质可用作未来星际航行运载火箭的燃料。只需0.01g氢和反氢原子结合湮灭，所产生的推力就相当于120t美国航天飞机使用的火箭燃料，而一颗像药丸那么大的反物质足以让一艘宇宙飞船航行数百年。