既然參與強相互作用的強子是由夸克組成的，那么不參與強相互作用的輕子是由什么組成的呢？電子是第一個被發(fā)現(xiàn)的輕子（1897年），隨著研究的深入，科學(xué)家們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其它輕子。
　　1931年，泡利為了解釋β衰變（原子核自發(fā)地放出β粒子（電子）使質(zhì)子和中子相互轉(zhuǎn)變）中的能量和動量失蹤的現(xiàn)象，根據(jù)守恒定律預(yù)言：應(yīng)該存在著一種還不知道的極其微小的中性粒子帶走了β衰變中那一部分能量和動量，當(dāng)時泡利將這種粒子命名為“中子”。　　1932年真正的中子被發(fā)現(xiàn)后，美籍意大利科學(xué)家費米（Enrica Fermi，1901-1954）將泡利的“中子”正名為“中微子”（Neutrino）。
　　1933年，費米提出的β衰變定量理論指出：β衰變就是核內(nèi)一個中子通過弱相互作用衰變成一個電子、一個質(zhì)子和一個 反中微子（右圖）。中微子只參與弱作用，具有最強的穿透力。由于中微子與物質(zhì)間的相互作用極其微弱，中微子的檢測非常困難。
　　1936年，安德森在宇宙線中發(fā)現(xiàn)的比電子約重207倍的粒子，當(dāng)時誤認(rèn)為是介子，后來發(fā)現(xiàn)這種粒子其實并不參與強相互作用是一種輕子，稱為μ子。
　　1942年，中國科學(xué)家王淦昌提出了一種利用軌道電子俘獲檢測中微子的可行方案（K俘獲法）。　　
　　1952年，美國科學(xué)家戴維斯（Raymond Davis Jr.，1914- ）應(yīng)用王淦昌提出的K俘獲法，間接觀測到了中微子的存在。　　
　　1956年，美國科學(xué)家萊因斯（Frederick Reines，1918-1998）和考恩（Clyde Lorrain Cowan，1919-1974）（左圖）用核反應(yīng)堆發(fā)出的反中微子與質(zhì)子碰撞，第一次直接證實了中微子的存在（右圖）。　　
　　1962年，美國科學(xué)家萊德曼、舒瓦茨（Melvin Schwartz，1932- ）（右圖左）和斯坦伯格（Jack Steinberger, 1921- ）（右圖右）在美國布魯克海文國家實驗室的加速器上用質(zhì)子束打擊鈹靶的實驗中發(fā)現(xiàn)中微子有“味道”的屬性，證實與μ子相伴的μ子中微子nμ和與電子相伴的電子中微子ne是不同的中微子 （第三、四種輕子）。一年以后，布魯克海 文的結(jié)果又在歐洲核子中心和費米實驗室被更高的統(tǒng)計結(jié)果所證實。
　　
　　　　1975年，美國科學(xué)家佩爾（Martin L.Perl,1927- )（左圖）等人在美國SLAC實驗室的SPEAR正負(fù)電子對撞機上發(fā)現(xiàn)了一個比質(zhì)子重兩倍，比電子重3500倍的新粒子，其特性類似于電子和μ子。經(jīng)過反復(fù)檢驗，證明是在電子和μ子之外的又一種輕子 （第五種輕子），以希臘字母τ 表示（取自Triton（氚核）的第一個字母）。因為τ 輕子比第一個被發(fā)現(xiàn)的輕子——電子重很多，也稱它為重輕子。同時有實驗跡象表明，存在與重輕子τ 相伴的中微子nτ，相應(yīng)地存在τ 輕子數(shù)守恒。重輕子及其相伴的中微子的發(fā)現(xiàn)，輕子由4種增加到6種。因為中微子是輕子的“前輩”，τ 輕子的發(fā)現(xiàn)理論上意味著τ中微子的存在。但由于τ 中微子幾乎沒有質(zhì)量，又不帶電，且?guī)缀醪慌c周圍物質(zhì)相互作用，一直難尋蹤跡。
　　1982年，美國費米實驗室科學(xué)家用實驗支持了τ 子中微子存在的假設(shè)。
　　1989年，歐洲核子研究中心科學(xué)家證實τ 子中微子應(yīng)是最后一類中微子，但沒有找到直接的證據(jù)。　　
　　1994年，美國加利福尼亞大學(xué)的維多里奧·保羅內(nèi)和費米實驗室的拜倫·倫德博格提出了“τ 子中微子直接觀測器”的構(gòu)想，1996年，直接觀測器在費米國家實驗室建造完成。從1997年起，54位來自美國、日本、希臘和韓國的科學(xué)家在費米實驗室合作探測τ 中微子。他們用粒子加速器制造一股可能含有τ 中微子的中微子束，然后讓中微子束穿過“τ 中微子直接觀測器”（右圖）內(nèi)一個約1米長的鐵板靶。這一鐵板靶被兩層感光乳劑夾著，感光乳劑類似于膠卷，能夠“記錄”粒子與鐵原子核的相互作用。
　　科學(xué)家們用3年時間從靶上的600多萬個粒子軌跡中鑒定出了4個表征τ輕子存在和衰變的痕跡，這也是表明τ 中微子存在的關(guān)鍵線索。τ 輕子的痕跡被科學(xué)家拍攝下來，并在計算機中形成三維圖像，其主要特征就是其軌跡里有個結(jié)，這是τ 輕子在形成后迅速衰變的表現(xiàn)。據(jù)估算，幾十萬億個τ 中微子中只有1個與靶中的鐵原子核相互作用并生成一個τ 輕子。由此，科學(xué)家第一次找到了τ 中微子（第六種輕子）存在的直接證據(jù)。2000年7月21日，費米國家實驗室宣布了這一重大成果。
　　迄今的實驗尚未發(fā)現(xiàn)輕子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。人們認(rèn)為輕子是與夸克屬于同一層次的粒子。