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.

We compute quasinormal modes (QNMs) of the metric and gauge fieldperturbations about black branes electrically and magnetically charged in theEinstein-Maxwell-Chern-Simons theory. By the gauge/gravity correspondence, thistheory is dual to a particular class of field theories with a chiral anomaly,in a thermal charged plasma state subjected to a constant external magneticfield, $B$. The QNMs are dual to the poles of the two-point functions of theenergy-momentum and axial current operators, and they encode information aboutthe dissipation and transport of charges in the plasma. Complementary to thegravity calculation, we work out the hydrodynamic description of the dual fieldtheory in the presence of a chiral anomaly, and a constant external $B$. Wefind good agreement with the weak field hydrodynamics, which can extend beyondthe weak $B$ regime into intermediate regimes. Furthermore, we provide resultsthat can be tested against thermodynamics and hydrodynamics in the strong $B$regime. We find QNMs exhibiting Landau level behavior, which become long-livedat large $B$ if the anomaly coefficient exceeds a critical magnitude. Chiraltransport is analyzed beyond the hydrodynamic approximation for the five(formerly) hydrodynamic modes, including a chiral magnetic wave.

Composite Higgs models can trivially satisfy precision-electroweak andflavour constraints by simply having a large spontaneous symmetry breakingscale, f > 10 TeV. This produces a 'split' spectrum, where the strong sectorresonances have masses greater than 10 TeV and are separated from the pseudoNambu-Goldstone bosons, which remain near the electroweak scale. Even though atuning of order 10^{-4} is required to obtain the observed Higgs boson mass,the big hierarchy problem remains mostly solved. Intriguingly, models with afully-composite right-handed top quark also exhibit improved gauge couplingunification. By restricting ourselves to models which preserve these featureswe find that the symmetry breaking scale cannot be arbitrarily raised, leadingto an upper bound f < 100-1000 TeV. This implies that the resonances may beaccessible at future colliders, or indirectly via rare-decay experiments. Darkmatter is identified with a pseudo Nambu-Goldstone boson, and we show that thesmallest coset space containing a stable, scalar singlet and an unbroken SU(5)symmetry is SU(7) / SU(6) x U(1). The colour-triplet pseudo Nambu-Goldstoneboson also contained in this coset space is metastable due to a residualsymmetry. It can decay via a displaced vertex when produced at colliders,leading to a distinctive signal of unnaturalness.

We study the quantum mechanical sigma model arising in the discretelight-cone quantisation of N=4 supersymmetric Yang-Mills theory. The targetspace is a certain torus fibration over a scale-invariant special Kahlermanifold. We show that the expected SU(1,1|4) light-cone superconformalinvariance of the N=4 theory emerges in a limit where the volume of the fibregoes to zero and give an explicit construction of the generators. Theconstruction given here yields a large new family of superconformal quantummechanical models with SU(1,1|4) invariance.

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.

Recent data on 125 GeV Higgs-like boson at the LHC starts to constrain theelectroweak symmetry breaking sector of the SM and its various extensions. Ifone imposes the local gauge symmetry of the Standard Model (SM) ($SU(3)_c\times SU(2)_L \times U(1)_Y$) to the SM and any possible new physicsscenarios, the SM Higgs properties will be modified by intrinsically twodifferent ways: by new physics either coupling directly to the SM Higgs boson$h$, or affecting indirectly the SM Higgs properties through the mixing of $h$with a SM singlet scalar $s$. The models of two Higgs doublet, extra sequentialand mirror fermions belong to the first category, whereas the models with ahidden sector dark matter, extra vector-like fermions and new charged vectorbosons, which can enhance the diphoton rate of the SM Higgs-like resonance,belong to the second category. We perform a global fit to data in terms of theeffective Lagrangian description of two interaction eigenstates of scalarbosons, a SM Higgs and a singlet scalar, and their mixing. This framework ismore suitable to study singlet-extended scenarios discussed above compared toother approaches based on the Lagrangian of mass eigenstates. With fairlymodel-independent assumptions, the effective Lagrangian contains at most fourfree parameters still encompassing the majority of models in the literature.Interestingly, the SM gives the best fit if all data from ATLAS and CMS areused, whereas various singlet extensions can fit better to individual ATLAS orCMS data. Without further assumptions, an upper bound on the total width (or,non-standard branching ratio) is generically obtained. Furthermore, global fitbased on our parameterization can be used to probe interactions of the singletscalar if the singlet resides below $2m_W$.

We investigate cosmological constraints on phenomenological models withdiscrete gauge symmetries by discussing the radiation of standard modelparticles from Aharonov-Bohm strings. Using intersecting D-brane models in TypeIIA string theory, we demonstrate that Aharonov-Bohm radiation, when combinedwith cosmological observations, imposes constraints on the compactificationscales.

We investigate a strategy to search for light, nearly degenerate higgsinoswithin the natural MSSM at the LHC. We demonstrate that the higgsino mass range$\mu$ in $100-150$ GeV, which is preferred by the naturalness, can be probed at$2\sigma$ significance through the monojet search at 14 TeV HL-LHC with 3000fb$^{-1}$ luminosity. The proposed method can also probe certain region in theparameter space for the lightest neutralino with a high higgsino purity, thatcannot be reached by planned direct detection experiments at XENON-1T(2017).

Bosonization dualities relate two different Chern-Simons-matter theories,with bosonic matter on one side replaced by fermionic matter on the other. Wefirst describe a more general class of non-Abelian bosonization dualities. Wethen explore the non-relativistic physics of these theories in the quantum Hallregime. The bosonic theory lies in a condensed phase and admits vortices whichare known to form a non-Abelian quantum Hall state. We ask how this samephysics arises in the fermionic theory. We find that a condensed bosoncorresponds to a fully filled Landau level of fermions, while bosonic vorticesmap to fermionic holes. We confirm that the ground state of the two theories isindeed described by the same quantum Hall wavefunction.

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.