理解暗物質的另一條途徑是從反物質下手。物理學家們最近確定了反物質能在宇宙中穿越而不會被星際介質吸收，這一發現表明，或許我們能夠找到由暗物質產生的反物質。
反物質是與相對於普通物質的真實另一面，反物質粒子與普通粒子質量相同，但電荷彼此相反，比電子帶負電荷，則反電子就帶正電荷。該原理可以放大到原子：每個原子內都有一個由質子和中子組成的原子核，因此也有由一個反質子和一個反中子組成的反原子核存在，比如科學家於 1965 年一項實驗中發現反氘原子核。
理論上，大爆炸應該產生等量的普通物質和反物質，然而看看我們周圍或韋伯望遠鏡拍攝的最新圖像，一切都訴說我們生活在一個由普通物質主宰的宇宙，大量反物質去向成為迷蹤。
不過一項新發現表明，輕原子核的反物質可以在銀河系內傳播很遠距離。
科學家能利用大型強子對撞機（LHC）產生反氘核、反氦核等輕反物質核，雖然未能確定太空觀測結果，但透過將大型強子對撞機產生的反氦-3 原子核數據輸入模型，模擬反核粒子在銀河系傳播的透明度（即原子核穿過星系不被吸收的程度），發現在暗物質模型下透明度約 50%，宇宙射線模型下透明度介於 25～90%，這些數值表明源自暗物質或宇宙射線碰撞的反氦-3 原子核能行進很長距離、不會被星際物質吸收。
國際太空站的 AMS 儀器、GAPS 反物質核探測器等任務都在運作，AMS 迄今收集 2,130 億次宇宙射線事件數據篩選反物質跡象，也成功在宇宙射線檢測到一些反氦候選物；GAPS 高空氣球探測器預計於 2023 年底起飛，可獨立確認 AMS 的反氦檢測結果。
物理學家若能進一步事先了解反物質在哪裡、如何找到它們，或許就能找到其他方法了解最神秘的暗物質。
新論文發表在《自然物理學》期刊。
