阿克塞尔·L·哈林，皇后大学和萨德伯里中微子天文台的物理学教授，给出了这样的描述
图片来源：萨德伯里中微子天文台 中微子径迹。当中微子撞击探测器球形容器中的重水时，一束锥形光——此处清晰可见的红色——会扩散到设备周围的传感器。在此事件中探测到的中微子可能是缪子中微子，当宇宙射线撞击地球大气层时产生。 |
中微子是一种亚原子粒子，与电子非常相似，但不带电荷，质量非常小，甚至可能为零。中微子是宇宙中最丰富的粒子之一。然而，由于它们与物质的相互作用非常少，因此极难探测。核力对电子和中微子的作用方式相同；两者都不参与强核力，但都平等地参与弱核力。具有这种性质的粒子被称为轻子。除了电子（及其反粒子，正电子）之外，带电轻子还包括缪子（质量是电子的 200 倍）、τ子（质量是电子的 3,500 倍）及其反粒子。
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缪子和τ子，与电子一样，都有伴随的中微子，分别称为缪子中微子和τ子中微子。这三种中微子类型似乎是不同的：例如，当缪子中微子与目标相互作用时，它们总是产生缪子，而永远不会产生τ子或电子。在粒子相互作用中，尽管电子和电子中微子可以被创造和湮灭，但电子和电子中微子的数量之和是守恒的。这一事实导致将轻子分为三个族，每个族都有一个带电轻子及其伴随的中微子。
为了探测中微子，需要非常大且非常灵敏的探测器。通常，一个低能量中微子会在与任何物质发生相互作用之前穿过许多光年的普通物质。因此，所有陆地中微子实验都依赖于测量在合理尺寸的探测器中相互作用的微小部分中微子。例如，在萨德伯里中微子天文台中，一个 1000 吨的重水太阳中微子探测器每秒接收到约 1012 个中微子。每天大约探测到 30 个中微子。
图片来源：萨德伯里中微子天文台 微弱的证据。 在这次太阳中微子事件中，探测器中 9,600 个光传感器中有 75 个观察到了光子。线条描绘了从中微子撞击重水到光传感器的路径。 |
沃尔夫冈·泡利于 1930 年首次假设了中微子的存在。当时，出现了一个问题，因为β衰变中能量和角动量似乎都不守恒。但泡利指出，如果发射出一个不相互作用的中性粒子——中微子——就可以恢复守恒定律。直到 1955 年，克莱德·科恩和弗雷德里克·莱因斯记录了核反应堆发射的反中微子，才首次探测到中微子。
中微子的天然来源包括地球内部原始元素的放射性衰变，这会产生大量的低能量电子反中微子。计算表明，太阳能量的约 2% 由那里的聚变反应产生的中微子带走。超新星也主要是一种中微子现象，因为中微子是唯一可以穿透坍缩恒星中产生的非常稠密物质的粒子；只有一小部分可用能量转化为光。宇宙中大部分暗物质可能由原始的、大爆炸中微子组成。
与中微子粒子和天体物理学相关的领域丰富、多样且发展迅速。因此，不可能在一篇简短的笔记中尝试总结该领域的所有活动。话虽如此，当前吸引大量实验和理论努力的问题包括以下内容：各种中微子的质量是多少？它们如何影响大爆炸宇宙学？中微子会振荡吗？或者，一种类型的中微子能否在穿过物质和空间时变成另一种类型？中微子从根本上与其反粒子不同吗？恒星如何坍缩并形成超新星？中微子在宇宙学中的作用是什么？
一个特别令人关注的长期问题是所谓的太阳中微子问题。这个名称指的是过去三十年来的几项陆地实验，一直观察到的太阳中微子数量少于产生太阳辐射能量所必需的数量。一种可能的解决方案是中微子振荡——也就是说，太阳中产生的电子中微子在传播到地球的过程中会变成缪子中微子或τ子中微子。由于测量低能量缪子中微子或τ子中微子要困难得多，因此这种转换将解释为什么我们没有在地球上观察到正确数量的中微子。