1964年，雷蒙德·戴維斯和約翰·白考提出了一個實驗方案來檢驗提供太陽能量的核反應到底是不是聚變反應。
約翰·白考和他的同事利用一種精細的計算機模型計算了不同能量的太陽中微子數量。
由于太陽中微子會與氯元素發生反應釋放出放射性氬原子，所以他們還計算了在一個盛滿四氯乙烯的巨桶中觀測到的個數。
盡管這個想法在當時看來有些不切實際，戴維斯還是相信用一個游泳池大小的盛滿純四氯乙烯的容器作探測器能夠測出來理論所預言的每個月產生的氬的數量。
戴維斯最早的實驗結果發表于1968年。
他所探測到的事例數只有理論預言值的三分之一。這種理論預言的事例數與實驗不一致的問題后來被稱為“太陽中微子難題”，更流行的說法“中微子失蹤之謎”。
為了解釋太陽中微子難題，人們曾提出來3種可能的方案。
第一種方案認為理論計算也許有問題，可能在兩個地方出了錯：或者太陽模型存在問題，導致理論所預言的太陽中微子數量不對，或者計算出來的產生率有問題。
第二種解釋認為或許戴維斯的實驗出了錯。
第三種方案是最大膽的一種，也是討論最多的一種，它認為太陽中微子本身在從太陽到地球穿過宇宙空間的過程中發生了變化。
在接下來的20年中，許多人又重新仔細計算了太陽中微子的產生數量。計算所用的數據精度在不斷地提高，得出的結果也更加準確。
最終發現，從太陽模型得出的中微子數量和對戴維斯的實驗裝置所能探測到的中微子事例數的計算都沒有明顯的錯誤。
與此同時，戴維斯提高了實驗精度，并進行了一系列不同的測試來確認他并沒有忽略某些中微子。
在他的實驗裝置上面也沒有發現什么錯誤。實驗與理論不一致的問題仍然沒有得到解決。
前面提到的第三種解釋是由前蘇聯科學家布魯諾·龐特克威和弗拉基米爾·格利鮑夫在1969年提出的。
這種想法認為中微子的性質并不像物理學家原先想象的那樣簡單，中微子可能具有靜止質量并且不同類型的中微子可以相互轉化，后者即所謂的中微子振蕩。
這一想法最初被提出來時，并沒有得到大多數物理學家的接受。但是隨著時間的推移，越來越多的證據開始傾向于中微子振蕩的存在。這是一種超出了標準模型框架的新物理。
1989年，在第一個太陽中微子實驗結果發布20年以后，一個由小柴昌俊和戶塚洋二領導的日美實驗組（神岡合作組）報告了他們的實驗結果。他們在巨大的探測器內裝滿純水，用以探測水中的電子與來自太陽的高能中微子之間的散射率。
這個實驗裝置精度很高，但只能探測到高能量的太陽中微子。這種高能中微子來自太陽內部熱核反應中一種相對稀少的過程，即元素的衰變。戴維斯最初的實驗裝置使用的是氯，但也能探測到這個能區的中微子。
神岡實驗證實了觀測到的中微子數目的確少于太陽模型的理論預言值，但其揭示出來的理論與實驗不一致程度比戴維斯的實驗要小一些。