dén om att världen är uppbyggd av små, små byggstenar - atomer - var en hisnande tanke vid 1900-talets början. Vetenskapsmän har spekulerat kring atomer sedan antiken men det var först år 1905 som deras existens bevisades av Albert Einstein. Ytterligare några år senare ställde forskaren Ernest Rutherford den kända fysikens lagar upp och ned genom att bevisa att atomerna till största delen består av tomrum. Jim Al-Khalili, professor i kärnfysik, tar oss med på en resa genom atomvetenskapens historia och berättar hur allt började.
Niels Bohrs idé om kvanthopp var början till en ny syn på hur atomer ser ut och beter sig. Det ledde till konflikter mellan de traditionella fysikerna och de med mer radikala idéer. Jim Al-Khalili, professor i kärnfysik, berättar om atomvetenskapens historia och framväxten av kvantmekaniken.
På 1930-talet hade vetenskapsmännen kommit fram till att varje atom i grunden är uppbyggd av tre beståndsdelar - elektroner som kretsar runt en kärna uppbyggd av protoner och neutroner. Men hur hölls kärnan samman? Det blev kärnfysikens första utmaning, en utmaning som gick emot de fysiska lagar man då kände till. Jim Al-Khalili, professor i kärnfysik, berättar om atomvetenskapens historia och upptäckten av kärnkraften.
Efter andra världskriget började forskarna att undersöka kraften som håller ihop atomkärnan och den elektromagnetiska kraften som vill spränga den, och insåg att alla atomer strävar efter stabilitet. Astrofysikern Fred Hoyle visade att universum på grund av detta är i ständig förändring. Hans forskning om kärnfusion visade att fusion bara är möjlig inuti en stjärna, och att det bara är stora stjärnor som är tillräckligt heta för att skapa atomer. Men varifrån kom atomerna som stjärnorna består av? Det var en fråga som Hoyle och George Gamow kom att strida om och som slutade med teorin om Big Bang. Jim Al-Khalil, professor i kärnfysik, berättar om Big Bang och universums skapelse.
1927 började den unge fysikern Paul Dirac att studera kvantmekanik och Einsteins relativitetsteori. Det han kom fram till, Diracs ekvation, visade helt nya dimensioner i atomen och i universum. Det han upptäckte var antimaterian - att alla partiklar kan ha en korresponderande antipartikel. Det var en extrem och svårförståelig teori och den kunde beskriva bara en enda atom. Richard Feynman började arbeta med en teori som skulle kunna förklara hur allt i det elektromagnetiska fältet fungerar. Teorin om kvantelektrodynamik förändrade synen på allt i vår fysiska värld. Jim Al-Khalili, professor i kärnfysik, berättar om atomvetenskapens historia.
Vid 1900-talets mitt var fysikerna övertygade om att universum bestod av två saker - ljus, uppbyggt av fotoner, och atomer, som utgjordes av elektroner, protoner och neutroner. Dessutom fanns antimaterian med sina positroner, antiprotoner och antineutroner. Plötsligt kom dock mängder av teorier om andra partiklar, så många att ingen kunde hålla ordning på dem, fysikerna kallade det för partikel-zoo. En av teorierna kom från barngeniet Murray Gell-Man. Med en ny sorts matematik kom han fram till att protoner och neutroner i sig bestod av andra partiklar, så kallade kvarkar. Jim Al-Khalili, professor i kärnfysik, berättar om atomvetenskapens historia och fysikens olösta mysterier.
Våra hjärnor börjar utvecklas redan när vi är fyra veckor gamla foster. Varje minut föds en halv miljon neuroner, de enda celler i kroppen i som inte reproducerar sig senare i livet. Men vad händer när ett barn föds för tidigt? Elisabet föds tre månader för tidigt och hennes hjärna måste fortsätta sin utveckling utanför livmodern under tolv kritiska veckor. Hur ska det gå för henne? Vi följer den unga hjärnans utveckling och lär oss om det komplicerade närverk som gör oss till dem vi är.
Den mänskliga hjärnan har växt färdigt först vid tjugo års ålder. Under tonåren genomgår den stora förändringar, då den del av hjärnbarken som styr personlig utveckling, ansvar och självkontroll utvecklas. Kanske är detta vara förklaringen till att schizofreni drabbar många just i tonåren. Vi träffar Courtney som fick schizofreni när han gick i highschool.
Minnet börjar svikta för de flesta när vi blir äldre. Redan efter vi har fyllt tjugo minskar minnesförmågan, sakta men säkert. Länge trodde man att det berodde på att hjärnans nervceller dog när man blev äldre, man nu har forskningen kommit med helt nya teorier. Forskarna har också kommit en bit på vägen att finna botemedel för svåra sjukdomar som Parkinsons och Alzheimers.
Vi möter Barbara och Manu som väntar barn. Genom Barbaras dagbok får vi höra hennes tankar om graviditeten samtidigt som vi via 3D-animationer följer barnets utveckling i livmodern under de tre första månaderna. Vi får se embryot utvecklas, från de första märkliga stadierna där det först liknar en fisk, till hur hjärnan formas, ansiktet och ögonen blir till och hur ryggraden byggs
Upptäckten av hur DNA i våra gener ser ut och fungerar är en av de största upptäckterna i vår tid. James Watson och Francis Crick var de första som förstod hur DNA var uppbyggt. Vi följer DNA-forskningen från starten under 1950-talet och möter framstående forskare som berättar om sitt arbete och får också inblick i spelet bakom kulisserna.
Vad händer med hjärnan om man slarvar med sömnen? Och går det att träna upp sitt minne? Dr Alice Robers går igenom hur hjärnan ser ut och fungerar och gör en MRI-scan för att se sin egen hjärna. Vi får veta mer om olika strategier för att träna minnet och följer med på en hjärnoperation där en blodpropp ska avlägsnas.