Das Neutrino ist ein Elementarteilchen. Es wird nur durch die Schwache Wechselwirkung (und, falls es eine Ruhemasse hat, durch die Gravitation) beeinflusst. Die Wechselwirkungsstärke des Neutrinos ist äußerst klein, so dass sein Nachweis sehr schwer ist. Das Symbol für das Neutrino ist der griechische Buchstabe "Ny", ν.
Drei Neutrinogenerationen und Antineutrinos
Genau genommen gibt es drei (Generationen von) Neutrinos: Jede Neutrinoart ist zu einem der drei Leptonen genannten Elementarteilchen Elektron, Myon und Tauon assoziiert. Man spricht vom Elektron-Neutrino (νe), Myon-Neutrino (νμ) und Tau- oder Tauon-Neutrino (ντ).
Daneben gibt es zu jedem Neutrino auch ein Antiteilchen (Antineutrino), also ein Anti-Elektron-Neutrino, Anti-Myon-Neutrino und Anti-Tauon-Neutrino.
Neutrino- und Antineutrinoreaktionen
Die bekannteste Reaktion, an der ein Neutrino teilnimmt, ist der Betazerfall, in dem ein Neutron in ein Proton, ein Elektron, ein Anti-Elektron-Neutrino und ein Photon (Gammastralung) zerfällt.
Das kontinuierliche Spektrum des Betazerfalls führte Wolfgang Pauli dazu, ein unsichtbares Elementarteilchen anzunehmen. Dieses Teilchen sollte einen Teil der beim Zerfall freiwerdenden Energie tragen, und so die Impulserhaltung sicherstellen. Pauli nannte sein am 4. Dezember 1930 in einem privaten Brief postuliertes hypothetisches Teilchen zuerst Neutron; um einen Konflikt mit dem heute unter gleichem Namen bekannten Teilchen zu vermeiden, benannte Enrico Fermi es in Neutrino (kleines Neutron, "Neutrönchen") um. Erst 1933 stellte Pauli seine Hypothese einem breiteren Publikum vor, und musste dann noch 23 Jahre auf den experimentellen Nachweis warten.
Elektron-Neutrinos entstehen auch in großer Zahl in der Sonne, wenn Wasserstoff zu Helium fusioniert. Die Beobachtung der so genannten Sonnenneutrinos ist wichtig, um die exakten Prozesse im Inneren der Sonne und die fundamentalen Wechselwirkungen der Physik zu verstehen.
Neutrinomasse
Neueste Forschungen zu Neutrinooszillationen deuten darauf hin, dass Neutrinos eine sehr kleine Ruhemasse besitzen, und sich von einer Neutrinoart in eine andere umwandeln können. Eine Bestätigung dieser Beobachtung hätte weitreichende Konsequenzen für die Kosmologie, insbesondere in der Frage der Dunklen Materie.
Neutrinoastronomie
Bekannte Neutrinodetektoren sind das Sudbury Neutrino Observatory (SNO) und Super-Kamiokande. Sie weisen solare Neutrinos nach, und erlauben somit Rückschlüsse auf die im Sonneninnern ablaufenden Reaktionen.
Auch die bei Supernovaexplosionen entstehenden Neutrinos lassen sich nachweisen, und geben Informationen über die Vorgänge während der Supernova.