Istoriją pradėsime prisimindami Polį Diraką (1902 – 1984). 1928m. metais šis fizikas artišviesiniu greičiu judančioms dalelėms, paklūstančioms kvantinės mechanikos dėsniams, pritaikė reliatyvistinius efektus. Remiantis reliatyvistine Dirako lygtimi buvo galima gauti daug svarbių rezultatų. Vienas iš jų buvo labai svarbus ir visiškai nelauktas: Dirako teorija nurodė, jog turi egzistuoti dalelė, visais atžvilgiais panaši į elektroną išskyrus tai, jog jos krūvis teigiamas.



Tais pačiais 1928m. apie teigiamą elektroną dar nieko nebuvo žinoma, todėl daugelis mokslininkų ignoravo galimybę egzistuoti tokiai dalelei, laikydami šią prielaidą klaidinga arba mėgino į šią teigiamo krūvio dalelę žiūrėti kaip į protoną.

1932m. Vilsono kameroje stebėdamas kosminių spindulių dalelių pėdsakus, Karlas Andersonas (1905 – 1991) pastebėjo, kad vienas iš elektronų pėdsakų magnetiniame lauke, kuriame buvo Vilsono kamera, išlinkęs taip, lyg elektrono krūvis būtų ne neigiamas, o teigiamas. Vėliau – 1936m. – K. Andersonas už teigiamo elektrono, pavadinto pozitronu, atradimą gavo Nobelio premiją. P. Dirako pranašystė išsipildė.



Netrukus po Andersono atradimo buvo nustatyta, kad pozitronai gali atsirasti, sąveikaujant su medžiaga didelės energijos fotonams (gama kvantams). Tokiame procese visada atsiranda elektrono ir pozitrono pora, todėl bendras elektrinio krūvio tvermės dėsnis nepažeidžiamas. Atsiradęs pozitronas sąveikauja elektromagnetinėmis jėgomis su netoli jo esančiais atomų elektronais ir ilgainiui praranda savo kinetinę energiją. Pozitronui judant santykinai nedideliu greičiu padidėja tikimybė, jog šis susidurs su aplinkiniais elektronais. Kai tai atsitinka, abi dalelės anihiliuoja, o elektrono-pozitrono poros masė-energija pereina į du (retkarčiais – tris) fotonus. Anihiliacija – dalelelės ir jos antidalelės susidūrimas, kurio metų šios virsta jų saveikos lauko kvantais. Fizikiniu požiūriu tai labai svarbus procesas.

Pozitronas – elektrono antidalelė. Elektronas – pozitrono antidalelė. Paprastai elektroną vadiname dalele, o pozitroną – elektrono antidalele, tik dėl to, jog mus supančioje aplinkoje elektronai sutinkami dažniau nei pozitronai. Pozitronas ir elektronas nėra vienintelė dalelės ir antidalelės pora. Pagal reliatyvistinę kvantinę mechaniką bet kuri elementarioji dalelė turi turėti savo antidalelę. Eksperimentai parodė, kad taip ir yra. Yra dalelių, kurios visiškai tapačios savo antidalelėms, pavyzdžiui – fotonas (išsamesniam dėstymui tektų į pagalbą pasitelkti mums dar nežinomus dydžius, tokius kaip savasis magnetinis momentas ir sukinys).

Po to, kai eksperimentais buvo patvirtinta, jog teoriškai numatytas pozitronas egzistuoja iš tikrųjų, kilo klausimas ar egzistuoja antiprotonai ir antineutronai. Egzistuoja :). Šios dalelės, kaip ir pozitronai, gali atsirasti tik poromis – kartu su savo antidalelėms.

Sukurti elektrono ir pozitrono porą reikia maždaug 1,02 MeV (mega-elektronvoltų) energijos. Norint sukurti protono-antiprotono ar neutrono-antineutrono porą, reikia apie 1900 kartų daugiau energijos. Maždaug tiek kartų protono ir neutrono masė didesnė už elektrono masę. Sukoncentruoti tokį milžinišką energijos kiekį vienoje elementariojoje dalelėje, kad galėtų atsirasti pora, įmanoma tik galinguose elementariųjų dalelių greitintuvuose. Tokie buvo sukurti tik XXa. šeštąjį dešimtmetį. Jie buvo pradėti statyti tik po kelių dešimtmečių, taigi tik 1955m. grupei Kalifornijos mokslininkų pavyko sukurti ir atpažinti antiprotoną, sekančiais metais – antineutroną. Teoriškai galima gauti iš antiprotonų, antineutronų ir pozitronų sudarytus antiatomus, tačiau, susilietę su paprasta medžiaga jie turėtų tuoj pat anihiliuoti.

Tačiau kodėl mus supanti gamta ir mes patys sudaryti ne iš antimedžiagos? Didelio skirtumo nebūtų. Šį ir daugelį kitų klausimų gvildena vis dar kuriama stygų teorija. Tikslaus atsakymo dar nėra.