Найпростіший спосіб уявити собі нейтрино — це електрон, тільки без електричного заряду.
Що залишиться від електрона, якщо ми приберемо електричний заряд? Ну, очевидно, він не буде взаємодіяти з електромагнітним полем. Його маса (не відмінна від заряду) може бути набагато меншою. Або наближатися до нуля (а значить заряд є).
Однак у нього, як і раніше, залишається кутовий момент (спін 1/2), і він взаємодіє за допомогою слабких сил.
Нейтрино були вперше постульовані для "балансу" в ядерних взаємодіях; передбачалося, що вони існують, несучи з собою деяку енергію, деякий імпульс і кутовий момент, так що ці величини зберігаються при певних формах ядерного розпаду β-розпаду.
Існування нейтрино було експериментально підтверджено в 1950-х роках (Cowan-Reines, 1956).
Як і електрони, нейтрино також мають важчих двійників: на додаток до електрон-нейтрино існують мюон-нейтрино (\(ν_μ\)) і тау-нейтрино (\(ν_τ\)), які відповідають важчим родичам електрона — мюону і тау-частинкам.
Ми вже давно знаємо, що в результаті реакції ядерного синтезу в ядрі Сонця (pp-цикл) утворюються нейтрино. Тому виявлення сонячних нейтрино було важливим для нашого розуміння Всесвіту.
І справді, ми виявили сонячні нейтрино, як і було передбачено... за винятком того, що їх було занадто мало — лише ~1/3 від очікуваних (проблема сонячних нейтрино).
Так, у ранніх дослідах (Homestake, Kamiokande) спостерігалися тільки електрон-нейтрино. Це наштовхнуло на думку про можливе пояснення: нейтрино не тільки мають масу, але їхній "аромат" (flavor: e, μ, τ) та маса-енергія не можуть бути одночасно зафіксовані.
Якщо, вимірюючи атом, ми фіксуємо масу-енергію, то смак нейтрино стає невизначеним.
Тому те, що на Сонці починається як потік електрон-нейтрино (\(ν_e\)), у детекторі може фіксуватися як мюон-нейтрино (\(ν_μ\)) або тау-нейтрино (\(ν_τ\)).
І саме це ми і спостерігаємо: "зниклі" сонячні нейтрино зовсім не зникли, вони в підсумку виявляються як мюонні та тау-нейтрино (SNO, 2001-2002). Їхній вимір рівнозначний неявному виміру елементів матриці змішування мас PMNS, що є важливим внеском у Стандартну модель фізики частинок, або, скоріше, в розширені форми Стандартної моделі, які включають масивні нейтрино в тій чи іншій формі.
