宇宙中的物质和反物质不能稳定地共存,主要原因是当它们相遇时会发生一种称为“湮灭”(annihilation)的基本粒子反应。具体来说,如果一个物质粒子(如电子、质子等)遇到其对应的反物质粒子(如正电子、反质子),它们会相互吸引并结合在一起,这个过程中双方的质量会被完全转换成能量,遵循爱因斯坦的质能守恒定律 (E=mc^2)。这一能量通常以伽马射线或其他类型的高能光子形式释放出来。
例如,当一个电子(带负电)与一个正电子(电子的反粒子,带正电)相遇并湮灭时,它们会转化为一对或多对光子。同样,质子和反质子的湮灭也会产生大量的光子和其他粒子-反粒子对。
由于湮灭反应的不可逆性和高效能量释放,宇宙中若无特定条件阻止,物质和反物质相遇后会被迅速转化成能量,这就是为什么我们周围环境中很少见到自由存在的反物质的原因。而在宇宙诞生初期,尽管物质和反物质可能曾经是等量产生的,但由于某种原因,物质略微占据了优势,导致我们现在观察到的宇宙主要由物质构成。