反物質(zhì)是一種帶有神秘色彩的物質(zhì)，很多人初次接觸到反物質(zhì)是在科幻小說中。但從物理學的角度來看，反物質(zhì)可以被理解為正常物質(zhì)的“鏡像”，在電荷上是顛倒的，但在質(zhì)量和基礎(chǔ)物質(zhì)規(guī)則上與正常物質(zhì)相同。反物質(zhì)中的反電子帶有正電荷，反質(zhì)子帶有負電荷，當反物質(zhì)與物質(zhì)碰撞時就會發(fā)生爆炸，能夠?qū)⒘Ｗ蛹捌浞戳Ｗ拥乃匈|(zhì)量轉(zhuǎn)化為純能量，因此反物質(zhì)被認為是一種完美的燃料。
反物質(zhì)在火箭推進系統(tǒng)中的應(yīng)用被認為是非常有益的。當反物質(zhì)遇到等效物質(zhì)時，反物質(zhì)是整個宇宙中最有效的能量來源。但是，拋開理論來看，反物質(zhì)并不是一種具有現(xiàn)實意義、具有現(xiàn)實可行性的燃料，因為反物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量所需的技術(shù)、成本和存儲技術(shù)都是人類尚且無法逾越的難關(guān)。
制造反物質(zhì)武器的潛力是令人難以置信的。最先進的聚變武器的質(zhì)能轉(zhuǎn)換最多只有百分之1左右，而1克反物質(zhì)湮滅時會產(chǎn)生廣島小男孩的威力。然而，制造反物質(zhì)武器的成本也高得令人望而卻步。反物質(zhì)位居最昂貴物質(zhì)榜首，每克價值數(shù)萬億美元。即使以最樂觀的生產(chǎn)率，制造0.03克反物質(zhì)也需要相當長的時間，以至于在該過程完成時人類文明都可能不復(fù)存在。
地球上從未合成過宏觀數(shù)量的反物質(zhì)。但是在宇宙中，反物質(zhì)廣泛存在于類似銀河系中心的地方，因為那里發(fā)生高能天體事件的幾率更大。正電子與附近的物質(zhì)發(fā)生湮滅時，就會產(chǎn)生兩條伽馬射線，伽馬射線可以證明反物質(zhì)存在。
在考慮使用反物質(zhì)作為能源時，科研的首要挑戰(zhàn)是它的可用性。太空中存在大量的反物質(zhì)，但根本沒有能夠捕獲這些反物質(zhì)的技術(shù)。如果考慮在地球上合成反物質(zhì)，那么反物質(zhì)必須在粒子加速器中產(chǎn)生。然而，生產(chǎn)1克反物質(zhì)大約需要1000億年，生產(chǎn)效率極低。
另一個大挑戰(zhàn)是要制造出更有效的大型粒子加速器，有效到足以將原子粉碎并產(chǎn)生反物質(zhì)，但制造這種大型粒子加速器所需要的技術(shù)就是另一個難關(guān)了。其次，儲存也是一個問題，反物質(zhì)不能與任何物質(zhì)發(fā)生任何接觸，因此不可能將其放入物理容器中。
存儲反物質(zhì)的技術(shù)是一種名叫潘寧陷阱的真空純磁陷阱。這種陷阱的缺點是它不能同時儲存很多反物質(zhì)，因為反物質(zhì)的粒子本身還會自然相互湮滅，而且儲存時間也很短暫，只有幾分鐘。此外，制造和維護這種陷阱也需要極高的技術(shù)和成本。
在目前的技術(shù)水平下，反物質(zhì)作為能源的應(yīng)用仍然是一個遙遠的夢想。但是，反物質(zhì)仍然是物理學和天文學領(lǐng)域重要的研究對象，因為它與宇宙、宇宙的起源和演化密切相關(guān)。通過研究反物質(zhì)，我們可以更深入地了解宇宙的本質(zhì)和規(guī)律。
