In 1928 stelde de Britse natuurkundige Paul Dirac een vergelijking op die de kwantumtheorie en de speciale relativiteit combineerde om het gedrag te beschrijven van een elektron dat zich met een relativistische snelheid verplaatst. De vergelijking – die Dirac in 1933 de Nobelprijs opleverde – leverde een probleem op: net zoals de vergelijking x2 = 4 twee mogelijke oplossingen kan hebben (x = 2 of x = -2), zou de vergelijking van Dirac twee oplossingen kunnen hebben, een voor een elektron met positieve energie, en een voor een elektron met negatieve energie. Maar de klassieke natuurkunde (en het gezond verstand) dicteerden dat de energie van een deeltje altijd een positief getal moet zijn.
Dirac interpreteerde de vergelijking zo dat er voor elk deeltje een overeenkomstig antideeltje bestaat, dat precies overeenkomt met het deeltje, maar met tegengestelde lading. Zo zou er voor het elektron een “antielectron” of “positron” moeten bestaan, in alle opzichten identiek, maar met een positieve elektrische lading. Dit inzicht opende de mogelijkheid dat hele sterrenstelsels en universa uit antimaterie bestonden.
Maar wanneer materie en antimaterie met elkaar in contact komen, worden ze vernietigd – en verdwijnen ze in een flits van energie. Bij de oerknal zouden gelijke hoeveelheden materie en antimaterie moeten zijn ontstaan. Waarom is er dan veel meer materie dan antimaterie in het heelal?
Bij CERN maken natuurkundigen antimaterie om in experimenten te bestuderen. Het startpunt is de Antiproton Decelerator, die antiprotonen vertraagt zodat natuurkundigen hun eigenschappen kunnen onderzoeken.