反物質は普通の粒子と質量は同じで電荷などが逆になった粒子です。陽子の反粒子である「反陽子」は理論上存在すると予測されていましたが、1950年代までは実験で確認されていませんでした。セグレとチェンバレンはカリフォルニア大学バークレー校のベヴァトロンという大型サイクロトロンを使い、約6GeVの高エネルギー陽子を金標的に衝突させて反陽子を生成しました。生成された粒子を磁場で曲げ、電荷が負で質量が陽子と等しいことを検出器で測定して反陽子と同定しました。この成功は物質と反物質が対称に存在するという理論を裏づけ、宇宙の起源や高エネルギー物理の研究に大きな影響を与えました。また、粒子加速器と検出器技術の飛躍的発展を促し、現在の大型ハドロン衝突型加速器（LHC）などにつながっています。反陽子の応用研究は医療用PET装置や材料分析にも波及しています。

反陽子の発見は、高エネルギー衝突でのペア生成過程 p + p → p + p + p̄ + p を利用したもので、閾値付近の運動学を精密に計算し、最も生成断面積が大きくなるエネルギーを選定して行われました。セグレらは2.0 m弯曲磁石スペクトロメーターと磁気分析システムを用い、飛跡から荷電比 q/m を決定し、飛行時間測定で質量を同定しました。得られた反陽子数はバックグラウンド事象と統計比較され、5σ 以上の有意性が報告されました。CPT定理により質量および寿命が陽子と等しいことが理論的に要求されていましたが、実験値はこれを支持しました。この成果はストレンジ粒子や後のクォークモデル確立へと研究の流れを加速させました。また、高強度ビームとハドロン検出技術の開発は、中性K中間子のCP破れ測定や重イオン衝突によるクォーク・グルーオンプラズマ探索など、多岐にわたる実験へ応用されています。現在でも反陽子は、反陽子−陽子消滅断面の測定やオンコロジー治療用ビームの候補として研究対象となっています。

Bevatron（磁場半径6.5 m、B≈1.5 T）は6.2 GeV/c の陽子ビームを供給し、Au標的上でのバリオン対生成を実現した。p̄ 識別は二段階：曲率半径から得る q/p と飛行時間による β を組み合わせ、m = p/(γβc) を再構成し、m≈938 MeV/c² かつ q = −e を同定指標とした。バックグラウンドにはπ⁻、μ⁻、K⁻ が支配的であったが、Cherenkov カウンター閾値設定と多重コインシデンス論理で抑制。得られた生成断面は σ≈1 µb で、当時のPomeranchuk近似と一致した。測定から導かれた磁気モーメント |μp̄|=2.79 μN は CPT 不変性を支持。後続実験で p̄p ストームが実装され、プシ粒子発見やW/Z 生成実験の礎となった。反陽子減速器（AD）やELENA では p̄ 捕獲・冷却技術が確立し、重力下での p̄ 動力学検証（AEGIS, ALPHA-g）へ発展。さらには FAIR/FLAIR 計画で中間エネルギー p̄ ビームを利用したハドロン分光や超精密 CPT テストが進行中である。