Phân rã beta kép phi neutrino (0νββ) là một quá trình phân rã phóng xạ lý thuyết thường được đề xuất và theo đuổi bằng thực nghiệm sẽ chứng minh bản chất Majorana của hạt neutrino. Cho đến ngày nay vẫn chưa phát hiện hiện tượng này. Việc phát hiện ra phân rã beta kép phi neutrino có thể làm sáng tỏ về khối lượng neutrino tuyệt đối và hệ thống phân cấp khối lượng của chúng (khối lượng neutrino). Đây có thể dấu hiệu đầu tiên về sự vi phạm bảo toàn số lượng lepton toàn phần. Bản chất Majorana của neutrino sẽ xác nhận rằng neutrino là phản hạt của chính nó. Để tìm kiếm sự phân rã beta kép phi neutrino, hiện có một số thí nghiệm đang được tiến hành, với một số thí nghiệm trong tương lai để tăng độ nhạy cũng được đề xuất.