Der neutrinolose doppelte Beta-Zerfall ist eine Sonderform des radioaktiven (Beta-)Zerfalls.

• Radioaktiver Beta-Zerfall von Kernen findet überall auf der Erde statt. Dabei wandelt sich ein Neutron im Atomkern in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino um (alternativ in ein Positron und ein Neutrino).
• Beim extrem seltenen doppelten Beta-Zerfall zerfallen gleichzeitig zwei Neutronen in zwei Protonen. Dabei werden zwei Elektronen und zwei Antineutrinos freigesetzt. Allerdings ist der Zerfall so selten, dass man circa 10.000.000.000-mal das Alter des Universums – 13 Milliarden Jahre – abwarten muss, bis ein einzelner Kern zerfällt.
• Noch mindestens 100.000-mal seltener ist der bisher nicht beobachtete neutrinolose doppelte Beta-Zerfall. Hier zerfallen zwei Neutronen in zwei Protonen und zwei Elektronen - ohne (Anti-)Neutrinos. Voraussetzung dafür ist, dass Neutrinos zugleich ihre eigenen Antiteilchen sind - in diesem Fall würden sie sich nach ihrer Entstehung gegenseitig auslöschen.