Профессор Цюрихского высшего технического училища Вольфганг Паули, один из создателей современной квантовой физики, 4 декабря 1930 года направил на Международную конференцию по вопросам радиоактивности, проходившую в Тюбингине, письмо, в котором изложил свою гипотезу о существовании нейтрино. Эту «призрачную» частицу он назвал нейтроном, поскольку «настоящий» нейтрон тогда еще не был открыт.

К своему выводу физик пришел во время наблюдения над распадом атомных ядер, при котором нейтрон в ядре испускает электрон, превращаясь при этом в протон. Таким образом, Паули удалось установить очевидное нарушение закона сохранения энергии: после учета всех продуктов распада энергия после него оказывалась меньше своего значения до распада.

Согласно гипотезе Паули, при таком распаде испускается какая-то незарегистрированная частица, уносящая потерянную энергию, и при этом закон сохранения момента импульса оставался в силе. Название «нейтрино» спустя два года предложил итальянский физик Энрико Ферми. Нейтрон был экспериментально открыт в 1932 году, а косвенные улики существования нейтрино были найдены в 1953 году.

Одно из перспективных направлений использования нейтрино - это нейтринная астрономия. Нейтрино несут важную информацию о ранних стадиях расширения Вселенной. Кроме того, известно, что звезды, кроме света, излучают значительный поток нейтрино, которые возникают в процессе ядерных реакций.

Поскольку на поздних стадиях звездной эволюции за счет нейтрино уносится до 90% излучаемой энергии, то изучение свойств нейтрино, в частности - энергетического спектра солнечных нейтрино, помогает лучше понять динамику астрофизических процессов. Кроме того, нейтрино без поглощения проходят огромные расстояния, что позволяет обнаруживать и изучать еще более удаленные астрономические объекты.

Другим практическим применением является развиваемая в последнее время нейтринная диагностика промышленных ядерных реакторов. Проведенные в конце XX века физиками Курчатовского института эксперименты показали перспективность этого направления, и сегодня в России, Франции, Италии и других странах ведутся работы по созданию нейтринных детекторов, способных в режиме реального времени измерять нейтринный спектр реактора и тем самым контролировать как мощность реактора, так и композитный состав топлива.

Теоретически потоки нейтрино могут быть использованы для создания средств связи, что привлекает интерес военных: частица теоретически делает возможной связь с подводными лодками, находящимися на глубине, или передачу информации сквозь Землю. Нейтрино, образующиеся в результате распада радиоактивных элементов внутри Земли, могут использоваться для изучения внутреннего состава Земли. Измеряя потоки геологических нейтрино в разных точках Земли, можно составить карту источников радиоактивного тепловыделения внутри Земли.