很多人可能不知道，自然界中除了我們熟知的電子外，還存在另一種質量與其完全相同，而電荷卻相反的電子，叫做“正電子”。它的發現很有戲劇性。
19世紀末，英國科學家湯姆遜首次發現陰極射線其實是一種帶電粒子束流，後來人們稱這種帶電粒子為“電子”。科學家們對電子進行深入研究時注意到這樣一個現象，即帶電物體無法一直保持所帶電荷，於是推想一定有某種東西會讓空氣中的氣體分子電離而導電，使電荷慢慢消逸。20世紀初，奧地利物理學家漢斯乘氣球飛到高空，發現導致氣體分子電離的東西是來自太空的一種輻射。後人將此稱為“宇宙線”。
1928年，英國理論物理學家狄拉克根據量子力學原理，對愛因斯坦著名的質能轉換方程做了修改，認為其中的“質量”可以有負屬性，由此提出了電子的相對論性運動方程，也稱狄拉克方程。
狄拉克認為，無論什麼時候從純能量產生的物質和反物質，都是以粒子和反粒子對的形式出現的，每一種物質粒子有一個與之相對的反粒子。當正、反粒子相遇時，它們會立刻相互抵消掉，稱為“湮沒”，即又轉變成能量。也就是說，自然界中除帶有負電荷的電子外，還存在帶有正電荷的“反電子”。如果讓反電子單獨存在，它會和電子一樣穩定並能無限久地存在下去。但因為它產生在一個充滿電子的世界裏，當反電子單獨出現時，轉瞬間便會與鄰近的電子相結合而湮沒，隻留下γ射線。
由於狄拉克的理論過於深奧，其他人對他的觀點半信半疑。就在這時，年僅27歲的美國科學家安德森對宇宙線進行深入研究，發現宇宙線的能量很高，很像γ射線，可以穿過較薄的鉛板，並從鉛原子中擊出一些粒子，其中有一個粒子的軌跡在強磁場的作用下和電子的軌跡完全一樣，但偏轉的方向卻與電子完全相反。也就是說，這是一種質量與電子相同，而電荷卻與電子相反的新粒子，安德森稱之為“正電子”。
這正是狄拉克所預言的“反電子”。實際上，安德森觀測到的是與湮沒相反的現象，即γ射線突然消失，轉化成一對正、反電子。這一發現首次證實了質能可以相互轉化的理論，立即在科學界引起轟動。
不久，約裏奧·居裏夫婦在人工核反應實驗中也發現了正電子。1951年，美國物理學家道伊契通過實驗證明，由電子與正電子組成的係統圍繞著一個共同的力心互相繞行，存在時間為10-7s。這些發現進一步肯定了反粒子的存在，引導科學家們逐漸深入探索反物質之謎。
狄拉克和安德森分別獲得1933年和1936年諾貝爾物理獎。