I 1930 observerte Pauli en desintegrerende radioaktiv atomkjerne. I et brev datert 4. desember adressert til «kjære radioaktive damer og herrer» (Lise Meitner og andre) foreslo han eksistensen til en hittil uobservert nøytral partikkel med en liten masse (ikke større enn 1 % av massen til et proton) for å kunne forklare det kontinuerlige spektret til svak vekselvirkning. I 1934 innlemmet Enrico Fermi partikkelen, som han kalte nøytrino, i sin teori om radioaktiv desintegrering. Nøytrinoet ble først observert eksperimentelt i 1959.