We compute the three-point structure constants for short primary operators ofN=4 super Yang-Mills theory to leading order in the inverse coupling by mappingthe problem to a flat-space string theory calculation. We check the validity ofour procedure by comparing to known results for three chiral primaries. We thencompute the three-point functions for any combination of chiral and non-chiralprimaries, with the non-chiral primaries all dual to string states at the firstmassive level. Along the way we find many cancellations that leave us withsimple expressions, suggesting that integrability is playing an important role.

We set up the formalism of holographic renormalization for the matter-coupledtwo-dimensional maximal supergravity that captures the low-lying fluctuationsaround the non-conformal D0-brane near-horizon geometry. As an application wecompute holographically one- and two-point functions of the BFSS matrix quantummechanics and its supersymmetric $SO(3)\times SO(6)$ deformation.

We examine interacting Abelian theories at low energies and show thatholomorphically normalized photon helicity amplitudes transform into dualamplitudes under SL(2,Z) as modular forms with weights that depend on thenumber of positive and negative helicity photons and on the number of internalphoton lines. Moreover, canonically normalized helicity amplitudes transform bya phase, so that even though the amplitudes are not duality invariant, theirsquares are duality invariant. We explicitly verify the duality transformationat one loop by comparing the amplitudes in the case of an electron and the dyonthat is its SL(2,Z) image, and extend the invariance of squared amplitudesorder by order in perturbation theory. We demonstrate that S-duality isproperty of all low-energy effective Abelian theories with electric and/ormagnetic charges and see how the duality generically breaks down at highenergies.

In high energy hadron-hadron collisions, dijet production with large rapidityseparation proposed by Mueller and Navelet, is one of the most interestingprocesses which can help us to directly access the well-knownBalitsky-Fadin-Kuraev-Lipatov evolution dynamics. The objective of this work isto study the Sudakov resummation of Mueller-Navelet jets. Through the one-loopcalculation, Sudakov type logarithms are obtained for this process when theproduced dijets are almost back-to-back. These results could play an importantrole in the phenomenological study of dijet correlations with large rapidityseparation at the LHC.

A simple BRST-closed expression for the color-ordered super-Yang-Mills5-point amplitude at tree-level is proposed in pure spinor superspace and shownto be BRST-equivalent to the field theory limit of the open superstring 5-ptamplitude. It is manifestly cyclic invariant and each one of its five terms canbe associated to the five Feynman diagrams which use only cubic vertices. Itsform also suggests an empirical method to find superspace expressions in thecohomology of the pure spinor BRST operator for higher-point amplitudes basedon their kinematic pole structure. Using this method, Ansaetze for the 6- and7-point 10D super-Yang-Mills amplitudes which map to their 14 and 42color-ordered diagrams are conjectured and their 6- and 7-gluon expansions areexplicitly computed.

We present the complete computation of the tree-level and the next-to-leadingorder electroweak contributions to bottom-squark pair production at the LHC.The computation is performed within the minimal supersymmetric extension of theStandard Model. We discuss the numerical impact of these contributions inseveral supersymmetric scenarios.

We equip three-dimensional spin-3 gravity in the principal embedding with anew set of boundary conditions that we call "asymptotically null warped AdS".We find a chiral copy of the Polyakov-Bershadsky algebra as asymptotic symmetryalgebra, reminiscent of the situation in topologically massive gravity withstrict null warped AdS boundary conditions. We prove the invertibility of themap between zuvielbein and metric variables and construct a global gaugetransformation to half of AdS spin-3 gravity in the diagonal embedding. Thisexplains why the theory is chiral and why the Polyakov-Bershadsky algebraarises. We then introduce chemical potentials, derive the entropy, free energy,and the holographic response functions, and conclude with a discussion.

We study F-theory on elliptic threefold Calabi-Yau near collidingsingularities. We demonstrate that resolutions of those singularitiesgenerically correspond to transitions to phases characterized by new tensormultiplets and enhanced gauge symmetry. These are governed by the dynamics oftensionless strings. We also find new transition points which are associatedwith several small instantons simultaneously shrinking to zero size.

It is well known that in $b$ hadron decays with a single unreconstructiblefinal state particle, the decay kinematics can be solved up to a quadraticambiguity, without any knowledge of the $b$ hadron momentum. We present amethod to infer the momenta of $b$ hadrons produced in hadron colliderexperiments using information from their reconstructed flight vectors. Ourmethod is strictly agnostic to the decay itself, which implies that it can bevalidated with control samples of topologically similar decays to fullyreconstructible final states. A multivariate regression algorithm based on theflight information provides a $b$ hadron momentum estimate with a resolution ofaround 60% which is sufficient to select the correct solution to the quadraticequation in around 70% of cases. This will improve the ability of hadroncollider experiments to make differential decay rate measurements withsemileptonic $b$ hadron decays.

Supersymmetric microstate geometries with five non-compact dimensions haverecently been shown by Eperon, Reall, and Santos (ERS) to exhibit a non-linearinstability featuring the growth of excitations at an "evanescent ergosurface"of infinite redshift. We argue that this growth may be treated as adiabaticevolution along a family of exactly supersymmetric solutions in the limit wherethe excitations are Aichelburg-Sexl-like shockwaves. In the 2-charge systemsuch solutions may be constructed explicitly, incorporating full backreaction,and are in fact special cases of known microstate geometries. In a near-horizonlimit, they reduce to Aichelburg-Sexl shockwaves in $AdS_3 \times S^3$propagating along one of the angular directions of the sphere. Noting that theERS analysis is valid in the limit of large microstate angular momentum $j$, weuse the above identification to interpret their instability as a transitionfrom rare smooth microstates with large angular momentum to more typicalmicrostates with smaller angular momentum. This entropic driving terminateswhen the angular momentum decreases to $j \sim \sqrt{n_1n_5}$ where the densityof microstates is maximal. We argue that, at this point, the large stringycorrections to such microstates will render them non-linearly stable. Weidentify a possible mechanism for this stabilization and detail an illustrativetoy model.