Penny ayuda a Sheldon en su primera cita oficial con Amy Farrah Fowler. Howard le confiesa a Penny la vergonzosa razón por la qué rompió con Bernadette para que le ayude a volver con ella. Raj y Sheldon trabajan juntos y tienen problemas para compartir el despacho. Penny le pide a Leonard que finja que aún salen juntos cuando le visita su padre. La hermana de Raj, Priya, le hace una visita en la universidad cuando va a la ciudad por motivos de trabajo.
Howard lleva a sus amigos su nuevo descubrimiento: un brazo robótico que parece ser capaz de hacer todo lo que el ser humano imagine. Queriendo comprobar si esa frase es cierta, el físico decide intentar masturbarse con él; lo que le acaba dejando atrapado en la máquina. Por su parte, Sheldon le cuenta a Penny su alocado plan para concebir hijos con Amy.
S04E02 - La amplificación de verduras
Sheldon desea vivir lo suficiente para que su mente pueda ser almacenada dentro de un cuerpo robótico. Para conseguirlo, el físico decide ahorrar toda la energía posible y construye un Dispositivo Virtual de Presencia Móvil, una especia de robot que está controlado por él. Por su parte, Penny tiene que devolver el dinero del préstamo a Leonard para poder afrontar las deudas.
S04E03 - Una sustitución brillante
La relación entre Amy y Sheldon parecía ir viento en popa. Sin embargo, los científicos discuten sobre si la física o la microbiología es el mejor campo de estudio posible. Esto lleva a que la pareja corte su relación y que Sheldon comience a tener un comportamiento obsesivo y adquiera gatos. La única que puede hacer entrar en razón al físico es su propia madre.
S04E04 - La desviación de la troll que estaba como un camión
Howard consigue descubrir el motivo por el que él y Bernadette rompieron. Se trata de una sesión de cibersexo que tuvo el científico mientras jugaba al World of Warcraft. A pesar de que intenta olvidarse de su ex novia, su recuerdo sigue apareciendo en su mente. Por su parte, la relación entre Raj y Sheldon se complica cuando el primero introduce una mesa gigante en el despacho compartido por ambos.
S04E05 - La La emanación de la desesperación
S04E06 - La fórmula de pub irlandés
Priya, la hermana de Raj, visita Los Ángeles como parte de una escala en su viaje a Toronto. A pesar de haber hecho un pacto con Howard que consistía en que ninguno de los dos intentaría seducir a Priya, Leonard rompe el acuerdo. Como siempre, aunque se intenta evitar, es Sheldon quien descubre este engaño.
S04E07 - La insuficiencia de la disculpa
Howard es el hombre escogido para fabricar un nuevo satélite para el Departamente de Defensa. Sin embargo, para que este anuncio se haga oficial, el FBI manda a una agente con la misión de entrevistar a los conocidos de Howard y, así, descubrir si es el hombre ideal para el puesto. Todo parece ir de maravilla para Howard, hasta que la agente entrevista a Sheldon.
S04E08 - La excitación de 21 segundos
El grupo se vuelve loco cuando se entera de que unos cines van a proyectar una nueva versión de En busca del arca perdida, con 21 segundos extra de metraje. Desafortunadamente, los chicos llegan tarde y Will Wheaton se cuela delante de ellos. El grupo, dirigido por un Sheldon de nuevo furioso con Wheaton, prepara su venganza. Por su parte, Penny y Bernadette invitan a Amy a una noche de chicas.
S04E09 - La complejidad del novio
S04E10 - La La hipótesis del parásito alienígena
S04E11 - La Liga de la Justicia: Recombinación
Penny ha vuelto con su ex-novio, Zach. A pesar de que el grupo se burla de su inteligencia, pronto descubren que este podría ser un gran Superman para la próxima fiesta de disfraces de la tienda de cómics. Los chicos consiguen convencer a Penny para ser Wonder Woman y Howard (Batman); Raj (Aquaman); Sheldon (Flash) y Leonard (Linterna Verde) están dispuestos a dar la nota en la fiesta, como la nueva Liga de la Justicia.
S04E12 - La utilización de los pantalones de autobús
S04E13 - El coche del amor
S04E14 - El catalizador de actores
S04E15 - El factor benefactor
S04E16 - La fórmula de la cohabitación
S04E17 - La derivación de un brindis
S04E18 - La aproximación a la prestidigitación
S04E19 - En guerra con Zarnecki
La cuenta de World of Warcraft de Sheldon, y su avatar, han sido robados por un hacker que tiene el nombre de Todd Zarnecki. Los chicos se disponen a detener al ladrón y recuperar la cuenta de su amigo, pero se dan cuenta de que necesitarán la inesperada ayuda de Penny para poder recuperarla y devolver todo a la normalidad.
S04E20 - La germinación de las hierbas del jardín
S04E21 - La disección del contrato
S04E22 - La implementación del ñu
S04E23 - La reacción al compromiso
S04E24 - La gran transmogrificación
Raj decide irse a vivir con Sheldon cuando este se harta de que Leonard y Priya estén en su domicilio. A Sheldon le agrada el cambio, pero obliga a su compañero a firmar un contrato de convivencia provisional. Penny acude al hogar de los compañeros y todo tipo de situaciones se producen cuando Leonard recibe una noticia inesperada.
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