他的主要兴趣是在中微子方面。中微子是一种微小而又捉摸不定的粒子，种粒子是出自改正核反应计算的需要由泡利首先设想出来。因为只有引入一个具有一定性质的粒子，才能使各个守恒定律保持成立。困难的是，这种粒子的这些特殊性质，使它与一般粒子的作用机会极其微小，以致于它显然不能被探测到。 不过，在五十年代初期，莱因斯和科恩一起还是找到了中微子。他们利用一个原子反应堆作为中微子的丰富来源。虽说中微子几乎不与一般粒子起作用，但并不说它绝对不会与一般粒子起作用。莱因斯建立了一套探测系统，这个系统只会对中微了所导致的特殊核反应发生响应，同时也只能探测出能量和时间间隔为一定值的伽玛射线。 他用这个方法终于在1956年探测到子中微子。从假设中微子的存在，到探测到具体的微子，中间经过了四分之一世纪。此后，为了探测发自太阳的中微子，他将大桶的全氯乙烯深埋在地下。只有中微子能轻而易举地穿透到这样的深度，而其他的粒子则几乎不能。他用这种方法探测到了一些中微子，但比物理学家们起先所预料的要少。