Az antianyag a normál anyagot (atomot) felépítő protonok, elektronok és neutronok helyett azok antirészecskéit, azaz antiprotont, pozitront és antineutront tartalmaz. Ezen párok tömege és fizikai tulajdonságai mind megegyeznek, csak töltésük és mágneses tulajdonságaik ellentétesek, ezért egymással ütközve megsemmisülnek, a felszabaduló energia pedig elektromágneses (gamma-) sugárzás formájában távozik.
Az első antianyagot, az antihidrogént 1995-ben állították elő a CERN-ben (Európai Nukleáris Kutató Szervezet), sőt mára már annak tárolását is sikerült megoldaniuk a kutatóknak.
Micheal Briggs, a Huntsville-i Alabama Egyetem munkatársa szerint a mostani felfedezés az első közvetlen bizonyíték arra vonatkozólag, hogy a zivatarok antirészecskéket generálhatnak. Az antianyag-nyalábokat a NASA Fermi gammasugár űrteleszkópja detektálta: a műszer 511 ezer elektronvolt energiával rendelkező gammasugarakat jelzett, ami az elektron-pozitron anyag-antianyag pár találkozásakor felszabaduló energiának felel meg.
A zivatarok hatalmas részecskegyorsítóként működnek, villámláskor kedvező feltételek mellett nagy energiájú elektronsugárzás keletkezik bennük. A közel fénysebességet elérő elektronok gammasugarakat bocsátanak ki, amikor a levegőmolekulák eltérítik őket. Ezt földi gammasugár-felvillanásnak (röviden TGF-nek) hívják. A cikázó elektronok azonban olyan sok gammasugarat keltenek, hogy azok gyakorlatilag kilökik a légkörből a részecskéket. A megfigyelések azt mutatják, hogy sok nagy energiájú részecske távozik a légkörből, sőt, a kutatók úgy vélik, minden TGF elektron-pozitron párokat is kibocsát.
A zivatarfelhő tetejéről felfelé irányuló elektronáram (sárga) indul ki. Az elektronok gammasugarakat (pink) bocsátanak ki a levegőmolekulák eltérítő hatására. A gammasugarakkal találkozó elektronok közel fénysebességre gyorsulnak fel. Egyes gammasugarak az atommaghoz nagyon közel haladnak el, aminek hatására a gammasugár egy elektron-pozitron párrá alakul át. Ezek a Föld mágneses mezeje mentén, spirális pályán távoznak az űrbe, egyre magasabbra jutva.
2008-as fellövése óta a Fermi gammasugár-detektora összesen 130 TGF-et azonosított. Ezek többségében a távcső közvetlenül egy-egy zivatarfelhő fölött helyezkedett el, egyes esetekben azonban a viharok távol voltak tőle. 2009. december 14-én például a Fermi Egyiptom fölött tartózkodott, amikor egy 4500 km-re lévő zambiai zivatar által keltett rádióhullámot (részecskesugárzást) detektált a Föld mágneses terének közvetítésével. A pozitronok ütköztek az űrszonda elektronjaival, megsemmisítették egymást, miközben nagy energiájú gammasugarak bocsátódtak ki.
A tudósok úgy vélik, hogy a zivatarokhoz köthető felvillanások többsége során antianyag is keletkezik. Becslések szerint naponta mintegy 500 ilyen felvillanás történik világszerte. Az azonban még megválaszolásra vár, pontosan hogyan zajlik a folyamat, a villámlások milyen szerepet játszanak.
