1932年，正电子首先被美国加州理工学院的物理学家卡尔·安德森在探测宇宙射线中发现，证实了英国著名物理学家保罗·狄拉克的一个惊世预言，轰动了世界。

1928年1月，狄拉克在发展量子理论时，创建了著称于世的“狄拉克方程”。在求解这个方程时，惊奇地发现竟然出现了两个解，一个解标示着电子具有正能量，而另一个解中，电子的能量竟然是负的。

1930年，经过几周苦苦思考，狄拉克得出一个奇异的结论，如果宇宙中充满各种能态的电子，那首先应该充满的是负能态的电子，因为这种能量是最低的。狄拉克设想整个宇宙是物质的“海洋”，当电子从这个“海洋”里逃离出来，“海洋”里就会留下一个“空穴”，留下的“空穴”就是一个未被发现的“粒子”，它具有与电子相同的质量，却拥有“正电量”和“负能态”。狄拉克称这个具有“负能态”的“空穴”为“反电子”，由于预言它带正电，又叫它“正电子”。接着狄拉克又预言，当正、反两个电子相遇时，会相互湮没形成光子而消失；相反，一个光子可以产生出一对正反电子出来。1930年1月1日，狄拉克的论文“电子与反电子的理论”正式发表。

1932年加州理工学院的卡尔·安德森在研究宇宙射线时，为了证实康普顿效应，在威尔逊云室中拍摄电子的轨迹图片。从图片上，他看到了一些带正电的粒子轨迹。计算结果证明，它们与狄拉克两年前所预言的反电子性质完全一致。

1932年8月2日，安德森正式宣布了这一发现。1933年9月，英国剑桥的布拉特利用云室拍摄到来自彗星的光迹，从中也发现了正负两种电子的轨迹，再次证实了狄拉克的预言。由于正电子的实验发现，卡尔·安德森与维克多·赫斯共同获得1936年诺贝尔物理学奖。

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