In Two-Higgs-Doublet models, the conditions for CP violation can be expressedin terms of invariants under U(2) rotations among the two SU(2) Higgs doubletfields. In order to design a strategy for measuring the invariants we expressthem in terms of observables, i.e., masses and couplings of scalar bosons. Wefind amplitudes directly sensitive to the invariants. Observation of theStandard-Model-like Higgs boson at the LHC severely constrains the models. Inparticular, in the model with Z_2 symmetry imposed on dimension-4 terms (inorder to eliminate tree-level flavour-changing neutral currents), CP violationis strongly suppressed. On the other hand, the most general Two-Higgs-Doubletmodel (without Z_2 symmetry) would still allow for CP violation to be presentin the model, without being in conflict with the LHC data. Consequently, alsoflavour-changing neutral currents would in general be expected. We brieflysketch a strategy for measuring the remaining CP violation.

Recent progress on scattering amplitudes in super Yang--Mills and superstringtheory benefitted from the use of multiparticle superfields. They universallycapture tree-level subdiagrams, and their generating series solve thenon-linear equations of ten-dimensional super Yang--Mills. We providesimplified recursions for multiparticle superfields and relate them to earlierrepresentations through non-linear gauge transformations of their generatingseries. In this work we discuss the gauge transformations which enforce theirLie symmetries as suggested by the Bern-Carrasco-Johansson duality betweencolor and kinematics. Another gauge transformation due to Harnad and Shnider isshown to streamline the theta-expansion of multiparticle superfields, bypassingthe need to use their recursion relations beyond the lowest components. Thefindings of this work tremendously simplify the component extraction fromkinematic factors in pure spinor superspace.

We study soft theorems at one loop in planar N=4 super Yang-Mills theorythrough finite order in the infrared regulator and to subleading order in thesoft parameter {\delta}. In particular, we derive a universal constraint fromdual superconformal symmetry, which we use to bootstrap subleading log {\delta}behaviour. Moreover, we determine the complete infrared-finite subleading softcontribution of n-point MHV amplitudes using momentum twistors. Finally, wecompute the subleading log {\delta} behaviour of one-loop NMHV ratio functionsat six and seven points, finding that universality holds within but not betweenhelicity sectors.

We reconsider basic, in the sense of minimal field content, Pati-Salam xSU(3) family models which make use of the Type I see-saw mechanism to reproducethe observed mixing and mass spectrum in the neutrino sector. The goal of thisis to achieve the observed baryon asymmetry through the thermal decay of thelightest right-handed neutrino and at the same time to be consistent with theexpected experimental lepton flavour violation sensitivity. This kind of modelshave been previously considered but it was not possible to achieve acompatibility among all of the ingredients mentioned above. We describe thenhow different SU(3) messengers, the heavy fields that decouple and produce theright form of the Yukawa couplings together with the scalars breaking the SU(3)symmetry, can lead to different Yukawa couplings. This in turn impliesdifferent consequences for flavour violation couplings and conditions forrealizing the right amount of baryon asymmetry through the decay of thelightest right-handed neutrino. Also a highlight of the present work is a newfit of the Yukawa textures traditionally embedded in SU(3) family models.

We calculate the one-loop Yukawa couplings and threshold corrections forsupersymmetric local models of branes at singularities in type IIB stringtheory. We compute the corrections coming both from wavefunction and vertexrenormalisation. The former comes in the IR from conventional field theoryrunning and in the UV from threshold corrections that cause it to run from thewinding scale associated to the full Calabi-Yau volume. The vertex correctionis naively absent as it appears to correspond to superpotentialrenormalisation. However, we find that while the Wilsonian superpotential isnot renormalised there is a physical vertex correction in the 1PI actionassociated to light particle loops.

It is known from earlier work of Iqbal, Liu (arXiv:0809.3808) that theboundary transport coefficients such as electrical conductivity (at vanishingchemical potential), shear viscosity etc. at low frequency and finitetemperature can be expressed in terms of geometrical quantities evaluated atthe horizon. In the case of electrical conductivity, at zero chemical potentialgauge field fluctuation and metric fluctuation decouples, resulting in atrivial flow from horizon to boundary. In the presence of chemical potential,the story becomes complicated due to the fact that gauge field and metricfluctuation can no longer be decoupled. This results in a nontrivial flow fromhorizon to boundary. Though horizon conductivity can be expressed in terms ofgeometrical quantities evaluated at the horizon, there exist no such neatresult for electrical conductivity at the boundary. In this paper we propose anexpression for boundary conductivity expressed in terms of geometricalquantities evaluated at the horizon and thermodynamical quantities. We alsoconsider the theory at finite cutoff outside the horizon (arXiv:1006.1902) andgive an expression for cutoff dependent electrical conductivity, whichinterpolates smoothly between horizon conductivity and boundary conductivity .Using the results about the electrical conductivity we gain much insight intothe universality of thermal conductivity to viscosity ratio proposed inarXiv:0912.2719.

NOvA experiment has reoptimized its event selection criteria in light of therecently measured moderately large value of theta(13). We study the improvementin the sensitivity to the neutrino mass hierarchy and to leptonic CP violationdue to these new features. For favourable values of deltacp, NOvA sensitivityto mass hierarchy and leptonic CP violation is increased by 20%. Addition of 5years of neutrino data from T2K to NOvA more than doubles the range of deltacpfor which the leptonic CP violation can be discovered, compared to stand aloneNOvA. But for unfavourable values of deltacp, the combination of NOvA and T2Kare not enough to provide even a 90% C.L. hint of hierarchy discovery.Therefore, we further explore the improvement in the hierarchy and CP violationsensitivities due to the addition of a 10 kt liquid argon detector placed closeto NOvA site. The capabilities of such a detector are equivalent to those ofNOvA in all respects. We find that combined data from 10 kt liquid argondetector (3 years of nu + 3 years of nubar run), NOvA (6 years of nu + 6 yearsof nubar run) and T2K (5 years of nu run) can give a close to 2 sigma hint ofhierarchy discovery for all values of deltacp. With this combined data, we canachieve CP violation discovery at 95% C.L. for roughly 60% values of deltacp.

In the three-dimensional sl(N) Chern-Simons higher-spin theory, we prove thatthe conical surplus and the black hole solution are related by theS-transformation of the modulus of the boundary torus. Then applying themodular group on a given conical surplus solution, we generate a 'SL(2,Z)'family of smooth constant solutions. We then show how these solutions aremapped into one another by coordinate transformations that act non-trivially onthe homology of the boundary torus. After deriving a thermodynamics thatapplies to all the solutions in the 'SL(2,Z)' family, we compute theirentropies and free energies, and determine how the latter transform under themodular transformations. Summing over all the modular images of the conicalsurplus, we write down a (tree-level) modular invariant partition function.

We study the BPS spectrum of four-dimensional $\mathcal{N}=2$ superconformalfield theory of Argyres-Douglas type, obtained via twisted compactification ofsix-dimensional $A_{N-1}$ $(2,0)$ theory on a sphere with an irregularpuncture, by using spectral networks. We give strong evidence of theequivalence of $\mathcal{N}=2$ superconformal field theories fromsix-dimensional theories of different ranks by systematically comparing thechamber structure and wall-crossing phenomena.

We propose a new model of flavour chiral symmetry breaking in a(2+1)-dimensional defect gauge theory of strongly coupled fermions byintroducing probe D5/anti-D5-flavour branes on the conifold. After working outthe flavour brane embeddings at zero temperature, we thoroughly investigate thespectra of small fluctuations on the world volume of the flavour branes (mesonspectrum) and conclude that they are free of tachyons. Thus the proposed probebrane embedding is stable. Moreover, we introduce finite temperature and anexternal magnetic field and study the thermodynamics of the resultingconfigurations. Namely, we compute the free energies, entropies, heatcapacities and magnetisations. The results are used to establish a detailedphase diagram of the model. We find that the effect of magnetic catalysis ofchiral symmetry breaking is realised in our model and show that themeson-melting phase transition coincides with the chiral symmetry breakingphase transition. Furthermore, we show that the model is in a diamagneticphase.