高能粒子碰撞会导致粒子/反粒子对或光子的出现，而粒子/反粒子对的an灭也会导致光子的出现，因为这些痕迹显示在气泡室中。 但是，什么决定了粒子属于物质或反物质呢？宇宙中每一个已知的物质粒子都有一个反物质双倍。 反物质具有许多与正常物质相似的性质，包括相互作用的类型，质量，电荷量等。 但是存在一些根本差异。 但是，可以肯定地说关于物质粒子与反物质相互作用的两件事：如果您将一个物质粒子与反物质的双重碰撞而碰撞，它们会立即an灭，转化为能量，并且在产生物质粒子的任何相互作用中，必然会出现由反物质产生的孪晶。 那么什么使反物质特别呢？ 这正是我们的读者想知道的，他们问：
从根本上说，物质和反物质之间有什么区别？ 是否有任何内部性质导致粒子变成物质或反物质？ 是否存在某种区分夸克和反夸克的内部属性（例如自旋）？ 是什么赋予前缀“反”反物质？
要了解问题的答案，您需要查看现有的粒子（和反粒子）。
标准模型的粒子和反粒子遵守各种守恒定律，但费米子和玻色子之间存在根本差异这是基本粒子的标准模型：已知宇宙中的完整开放粒子集。 它们通常分为两类：整数自旋的玻色子（...，-2，-1、0，+ 1，+ 2，...），既不属于物质也不属于反物质；以及具有半整数自旋的费米子（...，-3/2，-1 / 2，+ 1/2，+ 3/2，...），必须归为以下两种类别之一：物质或反物质。 您只想创建的任何粒子将具有许多我们称为
量子数的固有属性。 在一个单独的隔离粒子中，这些既是您熟悉的属性，又可能是您可能不熟悉的一些属性。
氢原子中电子的可能构型令人惊讶地彼此不同，但它们都以略有不同的量子态表示相同的粒子。 粒子和反粒子本身也具有不变的量子数，它们在确定粒子是属于物质，反物质还是不属于任何类别方面起着重要作用。在简单的那些中，可以记住质量和电荷。 例如，电子的剩余质量为9.11×10
-31 kg，其电荷为-1.6 x 10
-19C 。 同样，电子可以与质子结合，从而根据氢原子的电磁相互作用使氢原子具有一组光谱线和发射/吸收线。 电子自旋为+1/2或-1/2，
轻子数为 +1，对于三个（电子，μ，tau）轻子族中的第一个轻子族数为+1（为简单起见，我们忽略了
弱等位旋或
弱荷电等数字）
考虑到电子的这些特性，人们可以问一个问题-根据控制基本粒子的规则，来自反物质的电子的双重粒子应该是什么样子。
在一个简单的氢原子中，单个电子围绕单个质子运行。 在一个反氢原子中，一个正电子围绕一个反质子运动。 正电子和反质子分别是电子和质子的反物质孪生子。所有量子数的值必须保留。 但是在反粒子中，这些数字的符号必须颠倒。 对于反电子，这意味着它必须具有以下量子数：
- 静止质量9.11×10 -31 kg，
- 电荷1.6 x 10 -19 C，
- 旋转-1/2或+1/2，
- 轻子数-1，
- 轻子家族的数目是-1。
当您将它与反质子关联时，它应生成与电子/质子系统演示的光谱线和吸收/发射线完全相同的系列。
氢原子中的电子跃迁和所得光子的波长证明了量子物理学中结合能以及电子与质子之间相互作用的影响。 确认了正电子和反质子中光谱线的身份。所有这些事实已通过实验得到证实。 完全符合反电子描述的粒子称为正电子。 当您考虑我们如何创造物质和反物质时，这是必要的：通常我们一无所有地创造它们。 也就是说，如果两个粒子在足够高的能量下发生碰撞，则根据守恒定律，通常可能会从多余的能量（来自爱因斯坦的E = mc
2 ）中获得另一个粒子/反粒子对。
当将粒子与反粒子面对时，我们可以期望它们会歼灭，转化为能量。 由此得出结论，以足够高的能量碰撞任意两个粒子，您可以创建一个粒子/反粒子对但是，不仅必须节约能源，还必须节约能源。 仍然有大量的量子数需要保存！ 这些包括：
- 电荷
- 角动量（自旋和轨道角动量的组合；对于单个粒子来说只是自旋），
- 轻子数
- 重子数
- 轻子家族号，
- 彩色电荷。
在所有这些内部属性中，有两个决定了物质和反物质的隶属关系：重子数和轻子数。
在早期的宇宙中，所有粒子及其反粒子的数量都非常多，但是随着它的冷却，大部分粒子被an灭了。 我们所有的普通物质都是由夸克和轻子产生的，重子和轻子的数目为正，超过了它们的双倍数，反夸克和双歧的数目。如果这些数字中的任何一个为正，则该粒子属于普通物质。 因此，夸克（重子数为+1/3），电子，介子，tau，中微子（轻子数为+1）属于物质，反夸克，正电子，反子，反t，反中微子属于反物质。 这些都是费米子和反费米子，每个费米子都是物质的粒子，而反费米子是反物质的粒子。
质量模型为MeV / s 2的标准模型粒子显示在左上角。 左三列是费米子，右两列是玻色子。 尽管所有粒子都有自己的反粒子，但只有费米子属于物质或反物质。但是也有玻色子。 有些胶子的反粒子是具有相反颜色组合的胶子。 反粒子W-存在W
+ （带相反电荷）； 有Z
0 ，希格斯玻色子和光子，它们本身就是反粒子。 但是，玻色子既与物质无关，也与反物质无关。 如果没有轻子数或重子数，则这些粒子可以具有电荷，色电荷，自旋等。 -但没人能称他们为“重要”或“反重要”。 在这种情况下，玻色子就是玻色子，如果它们不带电荷，那么它们就是它们自己的反粒子。
从我们的区域到星际空间，从单个星系到星团和金属丝以及巨大的宇宙网，在宇宙的各个尺度上，我们观察到的所有东西似乎都由普通物质组成，而不是由反物质组成。 这个谜语仍然没有解决。那么，什么使反物质前缀“ anti”呢？ 如果我们采取一个单独的粒子，那么它的反粒子将具有相同的质量，并且所有相同的量子数都带有相反的符号：它是一个可以从第一个an灭并转化为能量的粒子。 但是为了成为物质，粒子必须具有正的重子数或轻子数。 要反物质，您的重子或轻子数必须为负。 另外，在我们的宇宙中，没有任何根本原因可以使物质以任何方式胜过反物质。 我们仍然不知道这种对称性是如何被破坏的（尽管我们有想法）。 如果一切都变了，我们可能会将所有由“材料”构成的东西，其余的称为“反物质”，但是这些名称是任意命名的。 与往常一样，宇宙站在那些幸存者的一边。