Los primeros estudios sobre la desintegración beta revelaron un espectro energético continuo hasta un máximo, a diferencia de la energía predecible de las partículas alfa. Otra anomalía era el hecho de que el retroceso nuclear no se producía en la dirección opuesta al momento del electrón. La emisión de otra partícula era una explicación probable de este comportamiento, pero las búsquedas no encontraron pruebas ni de masa ni de carga. En 1930, Wolfgang Pauli propuso una partícula aún no observada para explicar la distribución continua de energía de los electrones emitidos. Después, Enrico Fermi llamó a esta partícula neutrino y desarrolló una teoría de la desintegración beta en la que el neutrino se llevaba la energía y el momento perdidos. Sin carga y casi sin masa, era difícil de detectar, y hasta 1956 no se logró la detección experimental del neutrino. Por razones de simetría, la partícula emitida junto con el electrón desde los núcleos se denomina antineutrino. La emisión de un positrón va acompañada de un neutrino.