1927年12月，英国物理学家保罗·狄拉克提出了電子的相對論方程式，即狄拉克方程式[1]。有趣的是，等式中發現除了一般正能量之外的負能量結果。這顯示出一個問題，當電子趨向於朝著最低可能的能階躍遷時；負無限大的能量是毫無意義的。但為了要彌補這條件，狄拉克提出真空狀態中是充滿了
負能量電子的「海」，稱作狄拉克之海。任何真實的電子因此會填補這些海中具有正能量的部分。
衍伸這個想法，狄拉克發現海中的這些「洞」則具有正電荷。起初他認為這是質子，但赫爾曼·外爾指出這些洞應該是具有和電子相同的質量。1932年由美国物理学家卡尔·安德森在實驗中證實了正电子的存在。在此期間，反物質有時也常被稱作「反地物質」。雖然狄拉克自己沒有使用反物質這個術語，但是後來的科學家將反質子等粒子稱呼為反物質[2]。完整的反物質元素週期表由查爾斯·珍妮特（Charles Janet）於1929年完成[3]。
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