原子核Zに光子γが入射して、対生成が生ずる 上図の反応のファインマン・ダイアグラム による表現 光と物質の相互作用には、エネルギーレベルにより光電効果 、トムソン散乱 、コンプトン散乱 、対生成が知られており、対生成は最も高レベルで生じる現象となる。
対生成にかかわるエネルギーレベル（波長 ）の光子 とはガンマ線 を指す。これが原子核 などに入射（衝突）すると相互作用 により運動エネルギー を失うが、これは特殊相対性理論 で言う静止エネルギー となり、対生成を確率的に発生する。
γ e− e+ 電子対生成に必要なガンマ線のエネルギーは、電子 と陽電子 の静止質量の和に相当する1.02MeV以上だが、陽子対生成には1.88GeV以上が必要となる。高エネルギーのガンマ線を得るのは困難なので、現在陽子を20GeV程度に加速し、原子核中の同じ陽子に衝突させて静止エネルギーを得る手法（p + p → p + p + p p [ 1]
原子番号 が173を超える超重原子 のK殻 （1s軌道）の電子の束縛エネルギー は、対生成に必要なエネルギーを超える。もし、1s軌道に電子がない場合は、ディラックの海 にある負のエネルギー準位にある電子が、そのままのエネルギーで1s軌道に遷移し、対生成が起こる。この現象は真空の崩壊 [ 疑問点 – ノート ] [ 2]
ビッグバン理論 によると初期宇宙では、誕生から10秒後まで種々の素粒子が対生成と対消滅を繰り返していたと考えられている。
対不安定型超新星 では、末期の恒星中心で高エネルギーガンマ線による対生成と対消滅が高頻度で生じ、正のフィードバック による高温が生じる。
