在QED中，反物质是一个核心组成部分。狄拉克方程（在第3章提到）自然地预言了反粒子的存在。电子的反粒子是正电子，它们具有相同的质量但电荷相反。
当一个粒子遇到它的反粒子时，它们可以发生湮灭 (Annihilation)。在QED的语境中，最经典的湮灭例子就是 电子和正电子的湮灭：
- 物理过程： 一个电子 (e⁻) 遇到一个正电子 (e⁺)。
- 结果： 它们的质量会完全转化为能量，以一个或多个光子 (γ) 的形式释放出来。最常见的情况是湮灭产生两个光子（以满足动量守恒）。
- 费曼图表示： 在费曼图中，这通常表示为一条代表电子的线和一条代表正电子的线（方向相反），它们在某个顶点相遇，然后发出一条或多条波浪线（代表光子）。
反之，能量也可以转化为物质和反物质。足够高能量的光子（至少是两个粒子静止质量的总和）可以在真空中产生一个电子-正电子对。
重要性：
- 粒子物理学基石： 粒子-反粒子湮灭和产生是QED乃至整个粒子物理学的基本过程，证实了爱因斯坦的质能方程 E=mc²。
- 宇宙早期： 在宇宙的早期，当能量密度非常高时，粒子-反粒子对的产生和湮灭非常普遍。
- 实际应用： 正电子湮灭技术（如PET扫描）在医学成像中得到了广泛应用，利用的就是正电子与体内电子湮灭产生的伽马射线。