We study stress tensor correlation functions in four-dimensional conformalfield theories with large $N$ and a sparse spectrum. Theories in this class areexpected to have local holographic duals, so effective field theory in anti-deSitter suggests that the stress tensor sector should exhibit universal,gravity-like behavior. At the linearized level, the hallmark of locality in theemergent geometry is that stress tensor three-point functions $\langleTTT\rangle$, normally specified by three constants, should approach a universalstructure controlled by a single parameter as the gap to higher spin operatorsis increased. We demonstrate this phenomenon by a direct CFT calculation.Stress tensor exchange, by itself, violates causality and unitarity unless thethree-point functions are carefully tuned, and the unique consistent choiceexactly matches the prediction of Einstein gravity. Under some assumptionsabout the other potential contributions, we conclude that this structure isuniversal, and in particular, that the anomaly coefficients satisfy $a\approxc$ as conjectured by Camanho et al. The argument is based on causality of afour-point function, with kinematics designed to probe bulk locality, andinvokes the chaos bound of Maldacena, Shenker, and Stanford.

Non-Abelian vortices arise when a non-Abelian global symmetry is exact in theground state but spontaneously broken in the vicinity of their cores. In thiscase, there appear (non-Abelian) Nambu-Goldstone (NG) modes confined andpropagating along the vortex. In relativistic theories, theColeman-Mermin-Wagner theorem forbids the existence of a spontaneous symmetrybreaking, or a long-range order, in 1+1 dimensions: quantum corrections restorethe symmetry along the vortex and the NG modes acquire a mass gap. We show thatin non-relativistic theories NG modes with quadratic dispersion relationconfined on a vortex can remain gapless at quantum level. We provide a concreteand experimentally realizable example of a three-component Bose-Einsteincondensate with U(1) x U(2) symmetry. We first show, at the classical level,the existence of S^3 = S^1 |x S^2 (S^1 fibered over S^2) NG modes associated tothe breaking U(2) -> U(1) on vortices, where S^1 and S^2 correspond to type Iand II NG modes, respectively. We then show, by using a Bethe ansatz technique,that the U(1) symmetry is restored, while the SU(2) symmery remains brokennon-pertubatively at quantum level. Accordingly, the U(1) NG mode turns into ac=1 conformal field theory, the Tomonaga-Luttinger liquid, while the S^2 NGmode remains gapless, describing a ferromagnetic liquid. This allows the vortexto be genuinely non-Abelian at quantum level.

When solving renormalisation group equations in a quantum field theory, oneoften specifies the boundary conditions at multiple renormalisation scales,such as the weak and grand-unified scales in a theory beyond the standardmodel. A point in the parameter space of such a model is usually specified bythe values of couplings at these boundaries of the renormalisation group flow,but there is no theorem guaranteeing that such a point has a unique solution tothe associated differential equations, and so there may exist multiple,phenomenologically distinct solutions, all corresponding to the same point inparameter space. We show that this is indeed the case in the constrainedminimal supersymmetric standard model (CMSSM), and we exhibit such solutions,which cannot be obtained using out-of-the-box computer programs in the publicdomain. Some of the multiple solutions we exhibit have CP-even lightest Higgsmass predictions between 124 and 126 GeV. Without an exhaustive 11-dimensionalMSSM parameter scan per CMSSM parameter point to capture all of the multiplesolutions, CMSSM phenomenological analyses are incomplete.

We initiate the construction of gauge fluxes in F-theory compactifications ongenus-one fibrations which only have a multi-section as opposed to a section.F-theory on such spaces gives rise to discrete gauge symmetries in theeffective action. We generalize the transversality conditions on gauge fluxesknown for elliptic fibrations by taking into account the properties of theavailable multi-section. We test these general conditions by constructing allvertical gauge fluxes in a bisection model with gauge group SU(5) x Z2. Thenon-abelian anomalies are shown to vanish. These flux solutions are dynamicallyrelated to fluxes on a fibration with gauge group SU(5) x U(1) by a conifoldtransition. Considerations of flux quantization reveal an arithmetic constrainton certain intersection numbers on the base which must necessarily be satisfiedin a smooth geometry. Combined with the proposed transversality conditions onthe fluxes these conditions are shown to imply cancellation of the discrete Z2gauge anomalies as required by general consistency considerations.

We build the framework for performing loop computations in the defect versionof N=4 super Yang-Mills theory which is dual to the probe D5-D3 brane systemwith background gauge-field flux. In this dCFT, a codimension-one defectseparates two regions of space-time with different ranks of the gauge group andthree of the scalar fields acquire non-vanishing and space-time-dependentvacuum expectation values. The latter leads to a highly non-trivial mass mixingproblem between different colour and flavour components, which we solve usingfuzzy-sphere coordinates. Furthermore, the resulting space-time dependence ofthe theory's Minkowski space propagators is handled by reformulating these aspropagators in an effective AdS4. Subsequently, we initiate the computation ofquantum corrections. The one-loop correction to the one-point function of anylocal gauge-invariant scalar operator is shown to receive contributions fromonly two Feynman diagrams. We regulate these diagrams using dimensionalreduction, finding that one of the two diagrams vanishes, and discuss theprocedure for calculating the one-point function of a generic operator from theSU(2) subsector. Finally, we explicitly evaluate the one-loop correction to theone-point function of the BPS vacuum state, finding perfect agreement with anearlier string-theory prediction. This constitutes a highly non-trivial test ofthe gauge-gravity duality in a situation where both supersymmetry and conformalsymmetry are partially broken.

We show that a certain class of light-like Wilson loops exhibits a Yangiansymmetry at one loop, or equivalently, in an Abelian theory. The Wilson loopswe discuss are equivalent to one-loop MHV amplitudes in N=4 super Yang-Millstheory in a certain kinematical regime. The fact that we find a Yangiansymmetry constraining their functional form can be thought of as the effect ofthe original conformal symmetry associated to the scattering amplitudes in theN=4 theory.

We study holographic entanglement entropy in the background of chargeddilatonic black holes which can be viewed as holographic duals of certainfinite density states of N=4 super Yang-Mills. These charged black holes aredistinguished in that they have vanishing ground state entropy. Theentanglement entropy for a slab experiences a second order phase transition asthe thickness of the slab is varied, while the entanglement entropy for asphere is a smooth function of the radius. This suggests that the second scaleintroduced by the anisotropy of the slab plays an important role in driving thephase transition. In both cases we do not observe any logarithmic violation ofthe area law indicative of hidden Fermi surfaces. We investigate how theseresults are affected by the inclusion of the Gauss-Bonnet term in the bulkgravitational action. We also observe that such addition to the bulk actiondoes not change the logarithmic violation of the area law in the backgroundswith hyperscaling violation.

It is demonstrated that the NLO forward BFKL equation can be solved in thespace of its Born eigenfunctions.

Many extensions of the standard model (SM) involve new massive particlescharged under the electroweak gauge symmetry. The electroweakly interacting newparticles affect various SM processes through radiative corrections. We discussthe possibility of detecting such new particles based on the precisemeasurement of the SM processes at high energy hadron colliders. It then turnsout that Drell-Yan processes receive radiative corrections from theelectroweakly interacting particles at the level of ${\cal O}$(0.1-10) %. It ishence possible to indirectly search for the Higgsino up to the mass of 400 GeVand the quintet (5-plet) Majorana fermion up to the mass of 1200 GeV at thehigh-luminosity running of the Large Hadron Collider, if the systematicuncertainty associated with the estimation of the SM background becomes lowerthan the statistical one.

We study an anisotropic holographic bottom-up model displaying a quantumphase transition (QPT) between a topologically trivial insulator and anon-trivial Weyl semimetal phase. We analyze the properties of quantum chaos inthe quantum critical region. We do not find any universal property of theButterfly velocity across the QPT. In particular it turns out to be eithermaximized or minimized at the quantum critical point depending on the directionof propagation. We observe that instead of the butterfly velocity, it is thedimensionless information screening length that is always maximized at aquantum critical point. We argue that the null-energy condition (NEC) is theunderlying reason for the upper bound, which now is just a simple combinationof the number of spatial dimensions and the anisotropic scaling parameter.