追踪科技进步和创新的Live Science网站预期2011年可能有的科技突破，包括发现所谓的「上帝粒子」(God particle)、确定类似地球的太阳系外行星存在、对人类大脑更加了解、界定生命分类中「阶元」(domain)的第四个领域等。
这些突破包括：
找到「上帝粒子」：被称为「上帝粒子」的科学界极重要粒子「希格斯玻色子」(Higgs boson)，可能在2011年露面。这个被认为是形成一切微粒子质量基础的粒子，其存在的理论于1964年出现，但从未被人侦测到。
日内瓦欧洲粒子物理研究中心大强子对撞机在2008年9月启用，伦布瑟说，经由这个对撞机的运转，科学家能侦测和衡量「希格斯玻色子」。
提供对大脑研究的X奖：成功促成第一个私人太空飞行的民间组织X奖基金会，最早明年可能提供1000万元，激励对大脑的神经科技研究，其第一个奖可能是神经教育X奖，寻求分析脑对学习的作用，最终可能增强学生的脑力；或是瘫痪X奖，以促进对脊椎受伤病人身体功能的复元。
购买一颗人造卫星，为贫穷地区提供免费上网：葛拉蒂斯(Kosta Grammatis)看到数十亿人口不能上21世纪最强有力的工具互联网，就展开行动，创立非营利组织「A Human Right」，计画在网站募款15万元，购买一颗人造卫星，使其在一个新的轨道上运行，能够为一个或更多开发中国家提供免费上网。
他的标购目标是Terrestar-1人造卫星，希望能吸引有钱的公司或个人，支持他标购Terrestar-1，然后把它发射到负担不起上网的地区上空，也许是巴布亚新内几亚，甚或是非洲。
宣称生命的第四阶元：研究人员宣布发现感染单细胞海洋生物的世界第二大巨型病毒CroV，它的基因组约有73万个碱基对，几乎是正常病毒的两倍。世界最大的巨型病毒Mimivirus有120万个碱基对。更多的巨型病毒可能继续被发现。
病毒依赖被感染的细胞的机制来繁殖，通常不被认为有生命，也不包括在生命的三个阶元(真核生物、原核生物和古菌)内，但其基因组的内容有类似细胞的特质，让它们在自我复制上扮演更积极的角色。一项2日在PLoS ONE期刊上发表的研究，重建了三个阶元和病毒的进化关系，主张病毒应自成一个阶元。
证实太阳系外的类地行星(earth-like exoplanet)：9月圣塔克鲁斯加州大学的天文学家沃格特宣布发现了太阳系外天秤座的类地行星Gliese 581g，它类似地球，大小与温度适中，有大气层和液态水，可能有生命存在。这是被发现的第一颗「可能适居」的系外行星。但另一些天文学家却不能证实此行星的存在。有专家认为，将发现的也许不是地球的孪生兄弟，但是一颗类似地球、可能有生物的行星。2011年5月初就可能有这种宣布。
了解基因与行为的关系：现在对基因与人类行为关系的研究充斥，仅在过去数月，科学家就发现了造成冲动、放荡，甚至自由主义的基因，代表对基因与环境复杂互动的更多了解，新的基因组排序技术使科学家能更广泛和深入地研究基因与行为的关连。
享用基因改造的鲑鱼：发育成食用大小，只需正常鲑鱼发育时间一半的转基因(transgenic)鲑鱼，可能将成为联邦食品暨药物管理局(FDA)批准人类食用的第一个基改动物。但即使食药局的专家小组经一系列听证后，发现由AquaBounty公司研发的转基因鲑鱼，对人类健康没有威胁，它仍面对专家的批评，消费者团体也扬言要提出诉讼。
了解地球上其它生物的学习文化：越来越多的证据显示，动物也有文化，即有学习来的特质，研究也使人类更了解动物如何彼此学习，和动物文化如何演化。明年纽约市杭特学院的戴安娜‧雷斯与纽约市立学院的柴尼考夫斯基计画研究海豚如何学习发出新的哨声(海豚靠哨声彼此沟通)，以及如何把新的哨声纳入其社交互动中。
发现动物传染病的原因：最近数年，蜂群衰竭失调(colony collapse disorder)造成北美和欧洲的蜂群消失，壶菌(chytrid)感染导致数大洲的两栖动物死亡和数量减少，最近纽约州奥伯尼的蝙蝠患白鼻症死亡。科学家致力找出这些动物疾病的原因。
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