In 1923 wordt de 21 jarige P. Dirac toegelaten tot de universiteit van Cambridge om er toegepaste wiskunde te studeren. Hij heeft geen echte leraar maar een studiebegeleider, Ralplh Fowler (1889 – 1944). R. Fowler is een wiskundeprof en de enige die toen in Cambridge thuis was in de nieuwe kwantumtheorie, die in Duitsland en Denemarken wordt ontwikkeld.

In augustus 1925 ontvangt P. Dirac via R. Fowler proefdrukken van een artikel van Werner Heisenberg (1901 – 1976) dat de revolutionaire overgang van het Bohr-atoommodel naar de nieuwe kwantummechanica in gang zette. P. Dirac raakt gefascineerd door de matrix-mechanica en combineert ze in 1926 met de krachtige methoden van E. Schrödingers golfmechanica en met M. Borns statistische interpretatie tot een samenhangende theorie die het eerste volledige wiskundige formalisme van de kwantummechanica is.

In 1927 ontdekt hij een wiskundige manier om een systeem van veel kwantumdeeltjes te beschrijven.

In 1928 combineert hij de kwantummechanica met de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein waarin tijd als een vierde dimensies wordt beschouwd. Een probleem is dat deze combinatie het bestaan van elektronen met negatieve energie voorspelt. Dat realiseert P. Dirac zich in 1931: het mogelijke bestaan van een nieuw soort deeltjes met dezelfde massa, maar met tegengestelde lading van het elektron. Het is het anti-deeltje van het elektron.

Een jaar later, in 1932, wordt tot verbazing van de natuurkundigen dit deeltje per toeval ontdekt in kosmische straling door Carl Anderson uit de Verenigde Staten. Het wordt positron genoemd. Het is een tot dan toe een onbekende vorm van materie: anti-materie.

Later zou blijken dat elk deeltje zijn anti-deeltje heeft. Als ze samen komen wordt hun ganse massa in stralingsenergie omgezet.

P. Dirac en C. Anderson krijgen in 1933 de Nobelprijs voor fysica voor de ontdekking – de eerste op papier, de tweede in het lab – van het positron.

P. Dirac wordt beschouwd als de grootse fysicus sedert Isaac Newton (1643 – 1727) maar ook als een van de merkwaardigste genieën uit de ganse geschiedenis van de natuurwetenschappen. Hij was ook de jongste theoreticus in de fysica ooit die de Nobelprijs won.

Hij was ook pathologisch zwijgzaam. Zijn vriend Wolfgang Pauli voerde de dirac in: één gesproken woord per uur in een conversatie. P. Dirac interpreteerde alles letterlijk en was legendarisch incapabel om te communiceren of zich in te leven. In zijn ansichtkaarten naar huis had hij het alleen over het weer.

Aan de andere kant was hij ook een liefhebbende echtgenoot en vader en een trouwe vriend. Hij hield van Beethoven, Rembrandt, Mickey Mouse en Cher. Het was de ‘strangest man’ hopeloos sociaal onbekwaam. Maar hij slaagde er toch in lief te hebben en een hechte vriendschap te onderhouden.