Wielki Wybuch powinien był stworzyć równe ilości materii i antymaterii we wczesnym Wszechświecie. Jednak dziś wszystko, co widzimy, od najmniejszych form życia na Ziemi po największe obiekty gwiezdne, jest zbudowane prawie w całości z materii. W porównaniu z nią nie ma zbyt wiele antymaterii. Coś musiało się wydarzyć, aby przechylić szalę. Jednym z największych wyzwań fizyki jest ustalenie, co stało się z antymaterią lub dlaczego widzimy asymetrię między materią a antymaterią.
Cząstki antymaterii mają taką samą masę jak ich odpowiedniki w materii, ale ich właściwości, takie jak ładunek elektryczny, są przeciwne. Na przykład dodatnio naładowany pozyton jest antycząstką ujemnie naładowanego elektronu. Cząstki materii i antymaterii są zawsze wytwarzane jako para i w przypadku zetknięcia się ze sobą anihilują, pozostawiając po sobie czystą energię. Podczas pierwszych ułamków sekundy Wielkiego Wybuchu, gorący i gęsty wszechświat tętnił życiem par cząstka-antycząstka, które pojawiały się i znikały. Jeśli materia i antymateria są tworzone i niszczone razem, wydaje się, że wszechświat nie powinien zawierać nic poza resztkami energii.
Niemniej jednak maleńka część materii – około jedna cząstka na miliard – zdołała przetrwać. To właśnie widzimy dzisiaj. W ciągu ostatnich kilku dekad eksperymenty z dziedziny fizyki cząstek elementarnych wykazały, że prawa natury nie obowiązują w równym stopniu dla materii i antymaterii. Fizycy starają się odkryć przyczyny tego stanu rzeczy. Naukowcy zaobserwowali spontaniczne przemiany pomiędzy cząstkami i ich antycząstkami, zachodzące miliony razy na sekundę, zanim ulegną one rozpadowi. Jakaś nieznana istota ingerująca w ten proces we wczesnym Wszechświecie mogła spowodować, że te „oscylujące” cząstki rozpadały się jako materia częściej niż jako antymateria.
Wyobraźmy sobie monetę wirującą na stole. Może ona wylądować na głowie lub na reszcie, ale nie może być określona jako „głowa” lub „reszka” dopóki nie przestanie się kręcić i nie spadnie na jedną stronę. Moneta ma 50-50 szans na wylądowanie na głowie lub na ogonie, więc jeśli wystarczająco dużo monet zostanie obróconych dokładnie w ten sam sposób, połowa powinna wylądować na głowie, a druga połowa na ogonie. W ten sam sposób połowa oscylujących cząstek we wczesnym wszechświecie powinna rozpadać się jako materia, a druga połowa jako antymateria.
Jednakże, gdyby specjalny rodzaj marmuru potoczył się po stole z wirującymi monetami i spowodował, że każda moneta, w którą uderzył, wylądowałaby na swojej głowie, zaburzyłoby to cały system. Byłoby więcej reszek niż głów. W ten sam sposób jakiś nieznany mechanizm mógł zakłócić oscylujące cząstki, powodując, że nieznaczna większość z nich rozpadła się jako materia. Fizycy mogą znaleźć wskazówki, na czym polega ten proces, badając subtelne różnice w zachowaniu cząstek materii i antymaterii powstających w wysokoenergetycznych zderzeniach protonów w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Badanie tej nierównowagi może pomóc naukowcom stworzyć bardziej przejrzysty obraz tego, dlaczego nasz wszechświat jest wypełniony materią.