Tidiga studier av betasönderfall visade på ett kontinuerligt energispektrum upp till ett maximum, till skillnad från alfapartiklarnas förutsägbara energi. En annan anomali var det faktum att kärnans rekyl inte skedde i motsatt riktning mot elektronens rörelsemängd. Emissionen av en annan partikel var en trolig förklaring till detta beteende, men sökningarna fann inga bevis för vare sig massa eller laddning. Den intressanta historien har Wolfgang Pauli som 1930 föreslog en ännu inte observerad partikel för att förklara den kontinuerliga energifördelningen hos de emitterade elektronerna. Enrico Fermi kallade sedan denna partikel för en neutrino och utvecklade en teori om betasönderfall där neutrinoerna förde med sig den saknade energin och rörelsemängden. Eftersom den inte har någon laddning och nästan ingen massa var den svår att upptäcka, och inte förrän 1956 lyckades man experimentellt upptäcka neutrinon. Av symmetriskäl kallas den partikel som avges tillsammans med elektronen från kärnor för antineutrino. Emissionen av en positron åtföljs av en neutrino.