质子与中子被统称为核子 。 人们从核现象的研究发现，质子能转化为中子，中子也能转化为质子，但在转化前后，系统的总核子数是不变的 。 50年代起的粒子实验表明，还有很多种比核子重的粒子，它们与核子也属同一类，这类粒子于是被改称为重子，核子仅是其最轻的代表，一般的规律是：当粒子通过相互作用而发生转化，系统中的重子个数是不会改变的 。
由于重子数的守恒性，两个质子相碰是不会产生一个包含三个重子的系统的，那么反核子应当怎么产生？实验表明，反核子总是在碰撞中与核子成对地产生的 。 例如
p+p → N+N+N+N'+若干 π介子
其中N代表质子或中子，N'代表反质子或反中子 。 反核子一旦产生，它常很快与周围的某个核子再相碰而咸对地湮灭 。 例如
N+N' → 若干 π介子
对于比核子更重的重子，情况完全一样 。 反重子也总是与重子成对地产生，成对地湮灭的 。 这些经验使人们认识到，重子数的守恒规律需要重新认识 。
现在人们把重子数B当作描述粒子性质的一种荷 。 正反重子不仅有相反的电荷，而且也有相反的重子数B 。 令任一个重子都具有重子数B=+1，则任一个反重子都具有B=-1 。 介子、轻子和规范子等非重子不具有重子数，即它们有B=0 。 重子数的守恒规律可表述为：任何粒子反应都不会改变系统的总重子数B 。 这表述既反映了不涉及反粒子时的重子个数不变，也概括了反粒子与粒子的成对产生和湮灭 。 现在我们容易理解中子和反中子的区别了，它们具有相反的重子数B，因此反中子能与核子相碰导致湮灭，而中子则不能 。
此外，人们还类似地发现了轻子数的守恒性 。 中微子虽不带电，也不具有重子数，但它与反中微子具有相反的轻子数 。 按轻子数的守恒性，中微子与反中微子的物理行为也是很不一样的，实验还表明，介子数和规范粒子数是不具有守恒性的 。 这样我们看到，电荷只是粒子的一种属性，另外还有用重子数和轻子数等物理量刻画的其他属性 。 正反粒子的这些属性也都是相反的 。
1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上首次论证了正电子的存在 。 这种正电子除了电性和电子相反外，一切性质和电子相同 。 1932年，美国物理学家安德逊在实验室中发现了狄拉克所预言的正电子 。 1955年，美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子 。 此后人们逐渐认识到，不仅质子和电子，所有的微观粒子都有各自的反粒子 。
这一系列科学成果使人们日渐接近反物质世界 。 然而问题并不那么简单 。 首先，在地球上很难发现反物质 。 因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，或者一起消失，或者转变为其他粒子 。 所以在地球上，反物质一旦碰上其它物质就会被兼并掉 。 其次，制造反物质相当困难而且耗费巨大，需要如SSC或LHC之类的高科技仪器，并且即使制造出反物质，也难以保存，因为地球上万物都有物质构成 。
我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成 。 因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质 。 从粒子物理的角度讲，正粒子和反拉子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢？这正是我们现在要讨论的问题 。
宇宙中有反物质天体吗？
[编辑本段]
粒子实验已证实，正反粒子的强作用和电磁作用性质完全一样，因此反质子和反中子也能结合成带负电的反原子核，反核和反电子结合在一起，就能组成反原子 。 我们的正物质世界有多少种原子，相应在反物质世界中也能有多少种反原子，而且它们在结构上将是完全没有区别的，延伸起来讲，大量反原子可以构成反物质的恒星和星系 。 如果宇宙中正反物质为等量，那么这样的反恒星和反星系就应当存在 。 因此这给天文学家提出了一个深刻的问题：天上有反恒星和反星系吗？