Античасти́цы, элементарные частицы, имеющие те же значения массы, спина и других физических характеристик, что и их двойники – частицы, но отличающиеся от них знаком некоторых характеристик (например, электрического заряда, магнитного момента, барионного числа). Сами названия «частица» и «античастица» в известной мере условны: можно было бы назвать позитрон частицей, а электрон – античастицей. Однако, поскольку атомы вещества в наблюдаемой нами Вселенной содержат электроны и протоны, для известных к началу 1920-х гг. элементарных частиц – электрона и протона (а позднее и нейтрона) – было принято название «частица».

Вывод о существовании античастиц впервые сделан в 1930 г. П. Дираком. Он получил уравнение, описывающее поведение электрона (частицы со спином ¹/₂) не только при низких, но и высоких энергиях, и показал, что это уравнение обладает новой симметрией и описывает также поведение частицы с положительным зарядом – позитрона – с той же массой и спином, что и электрон. Из теории Дирака следовало, что столкновение частицы и античастицы должно приводить к аннигиляции, т. е. к исчезновению пары частица – античастица, в результате чего рождаются другие частицы (две или более), например фотоны. В 1932 г. позитроны были экспериментально обнаружены в космических лучах К. Андерсоном, что явилось блестящим подтверждением теории Дирака. С этого времени начались поиски других античастиц. В 1936 г. в космических лучах обнаружена ещё одна пара частица – античастица: положительный и отрицательный мюоны (μ⁺ и μ⁻). В 1947 г. установлено, что мюоны космических лучей возникают в результате распада более тяжёлых частиц – пи-мезонов (π⁺ и π⁻). В 1955 г. на ускорителе в Беркли (США) зарегистрирован антипротон, в 1956 г. – антинейтрон, а затем множество других античастиц.

Существование и свойства античастиц определяются в соответствии с фундаментальным принципом квантовой теории поля – её инвариантностью относительно CPT-преобразований. Из CPT-теоремы следует, что масса, спин и время жизни частицы и её античастицы должны быть одинаковыми. Вследствие инвариантности относительно зарядового сопряжения (C-инвариантности) и пространственного отражения (P-инвариантности) сильного и электромагнитного взаимодействий ядра и атомы антивещества должны иметь идентичную структуру. По той же причине совпадает структура адронов и их античастиц, причём в рамках кварковой модели состояния антибарионов описываются точно так же, как состояния барионов с заменой составляющих их кварков на соответствующие антикварки. Состояния мезонов и их античастиц отличаются заменой составляющих кварка и антикварка на соответствующие антикварк и кварк. Для истинно нейтральных частиц состояния частицы и античастицы совпадают.

В 1960-х гг. создана стандартная модель электрослабого взаимодействия, которая поразительно точно предсказала существование и свойства W±- и Z-бозонов, которые были открыты в 1983 г. Слабое взаимодействие не инвариантно относительно зарядового сопряжения и, следовательно, нарушает симметрию между частицами и их античастицами. В 1964 г. обнаружено нарушение CP-инвариантности в распадах нейтральных K-мезонов.

В соответствии с моделями Великого объединения эффекты нарушения CP-инвариантности в неравновесных процессах с несохранением барионного числа могли привести в очень ранней Вселенной к барионной асимметрии Вселенной даже в условиях строгого начального равенства числа частиц и античастиц. Из этого вытекает физическое обоснование отсутствия наблюдательных данных о существовании во Вселенной объектов из античастиц.