1928年，狄拉克在量子力学领域实现了重大突破，他引入相对论并构建了著名的狄拉克方程，这是一个适应于所有运动速度的电子的相对论形式薛定谔方程。该方程有两个显著特性：首先，它满足相对论的所有规范，适用于高速运动状态下的电子；其次，它自然地预测了电子具有自旋的特性。狄拉克方程的解包含了正能态和负能态，这让他预见了正电子的存在，认为它是电子的镜像，质量相同，但电荷符号相反。他进一步推测，电子与正电子可以相互湮灭释放光子，反之，光子也能通过湮灭产生电子与正电子对。
1932年，美国物理学家安德森在研究宇宙射线簇射时，意外地发现了一种现象：在强磁场中，高能电子的径迹表现出一半向一个方向偏转，另一半则相反，这正是狄拉克预言的正电子的特征。随后，γ射线产生电子对以及正负电子碰撞“湮灭”成光子等现象的发现，进一步证实了狄拉克预言的准确性。狄拉克的这些工作为反粒子和反物质的理论研究开辟了全新的道路，从而理论上预言了正电子的存在。
正电子，又称阳电子、反电子、正子，基本粒子的一种，带正电荷，质量和电子相等，是电子的反粒子。也叫阳电子。最早是由狄拉克从理论上预言的。1932年8月2日，美国加州理工学院的安德森等人向全世界庄严宣告，他们发现了正电子。正电子的发现是利用云雾室来观测的。在云雾室中充入过饱和的乙醚气，当物质放射出正电子时，正电子穿过云雾室，在正电子运行轨道中出现液滴线，通过外加磁场测量正电子的偏转方向及半径就可以知道它的带电符号，及荷质比（带电量与质量的比值）从而确定正电子的性质。正电子的发现开辟了反物质领域的研究。