We review the main neutrino emission mechanisms in neutron star crusts andcores. Among them are the well-known reactions such as the electron-positronannihilation, plasmon decay, neutrino bremsstrahlung of electrons collidingwith atomic nuclei in the crust, as well as the Urca processes and neutrinobremsstrahlung in nucleon-nucleon collisions in the core. We emphasize recenttheoretical achievements, for instance, band structure effects in neutrinoemission due to scattering of electrons in Coulomb crystals of atomic nuclei.We consider the standard composition of matter (neutrons, protons, electrons,muons, hyperons) in the core, and also the case of exotic constituents such asthe pion or kaon condensates and quark matter. We discuss the reduction of theneutrino emissivities by nucleon superfluidity, as well as the specificneutrino emission produced by Cooper pairing of the superfluid particles. Wealso analyze the effects of strong magnetic fields on some reactions, such asthe direct Urca process and the neutrino synchrotron emission of electrons. Theresults are presented in the form convenient for practical use. We illustratethe effects of various neutrino reactions on the cooling of neutron stars. Inparticular, the neutrino emission in the crust is critical in setting theinitial thermal relaxation between the core and the crust. Finally, we discussthe prospects of exploring the properties of supernuclear matter by confrontingcooling simulations with observations of the thermal radiation from isolatedneutron stars.

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.

We study gauge and gravity backreaction in a holographic model of quantumquench across a superfluid critical transition. The model involves a complexscalar field coupled to a gauge and gravity field in the bulk. In earlier work(arXiv:1211.1776) the scalar field had a strong self-coupling, in which casethe backreaction on both the metric and the gauge field can be ignored. In thisapproximation, it was shown that when a time dependent source for the orderparameter drives the system across the critical point at a rate slow comparedto the initial gap, the dynamics in the critical region is dominated by a zeromode of the bulk scalar, leading to a Kibble-Zurek type scaling function. Weshow that this mechanism for emergence of scaling behavior continues to holdwithout any self-coupling in the presence of backreaction of gauge field andgravity. Even though there are no zero modes for the metric and the gaugefield, the scalar dynamics induces adiabaticity breakdown leading to scaling.This yields scaling behavior for the time dependence of the charge density andenergy momentum tensor.

We study the general effects of anomalous U(1)_A gauge symmetry on softsupersymmetry (SUSY) breaking terms in large volume scenario, where the MSSMsector is localized on a small cycle whose volume is stabilized by the D-termpotential of the U(1)_A. Since it obtains SUSY breaking mass regardless of thedetailed form of K\"ahler potential, the U(1)_A vector superfield acts as amessenger mediating the SUSY breaking in the moduli sector to the MSSM sector.Then, through the loops of U(1)_A vector superfield, there arise soft masses ofthe order of m_{3/2}^2/8\pi^2 for scalar mass squares, m_{3/2}/(8\pi^2)^2 forgaugino masses, and m_{3/2}/8\pi^2 for A-paramteres. In addition, the massiveU(1)_A vector superfield can have non-zero F and D-components through themoduli mixing in the K\"ahler potential, and this can result in larger softmasses depending upon the details of the moduli mixing. For instance, in thepresence of one-loop induced moduli mixing between the visible sector modulusand the large volume modulus, the U(1)_A D-term provides soft scalar masssquares of the order of m_{3/2}^2. However, if the visible sector modulus ismixed only with small cycle moduli, its effect on soft terms depends on how tostabilize the small cycle moduli.

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.

The production rate of right-handed neutrinos from a Standard Model plasma ata temperature above a hundred GeV is evaluated up to NLO in Standard Modelcouplings. The results apply in the so-called relativistic regime, referringparametrically to a mass M ~ pi T, generalizing thereby previous NLO resultswhich only apply in the non-relativistic regime M >> pi T. The non-relativisticexpansion is observed to converge for M > 15 T, but the smallness of any loopcorrections allows it to be used in practice already for M > 4 T. In the latterregime any non-covariant dependence of the differential rate on the spatialmomentum is shown to be mild. The loop expansion breaks down in theultrarelativistic regime M << pi T, but after a simple mass resummation itnevertheless extrapolates reasonably well towards a result obtained previouslythrough complete LPM resummation, apparently confirming a strong enhancement ofthe rate at high temperatures (which facilitates chemical equilibration). Whencombined with other ingredients the results may help to improve upon theaccuracy of leptogenesis computations operating above the electroweak scale.

For (3+1)-dimensional fermions, a net axial charge and external magneticfield can lead to a current parallel to the magnetic field. This is the chiralmagnetic effect. We use gauge-gravity duality to study the chiral magneticeffect in large-Nc, strongly-coupled N=4 supersymmetric SU(Nc) Yang-Millstheory coupled to a number Nf << Nc of N=2 hypermultiplets in the Ncrepresentation of SU(Nc), i.e. flavor fields. Specifically, we introduce anexternal magnetic field and a time-dependent phase for the mass of the flavorfields, which is equivalent to an axial chemical potential for the flavorfermions, and we compute holographically the resulting chiral magnetic current.For massless flavors we find that the current takes the value determined by theaxial anomaly. For massive flavors the current appears only in the presence ofa condensate of pseudo-scalar mesons, and has a smaller value than for masslessflavors, dropping to zero for sufficiently large mass or magnetic field. Theaxial symmetry in our system is part of the R-symmetry, and the states we studyinvolve a net flow of axial charge to the adjoint sector from an externalsource coupled to the flavors. We compute the time rate of change of axialcharge and of energy both in field theory and from holography, with perfectagreement. In contrast to previous holographic models of the chiral magneticeffect, in our system the vector current is conserved and gauge-invariantwithout any special counterterms.

The idea we advocate in this paper is that the one-loop effective action of afree (massive) field theory coupled to external sources (via conservedcurrents) contains complete information about the classical dynamics of suchsources. We show many explicit examples of this fact for (scalar and fermion)free field theories in various dimensions $d=3,4,5,6$ coupled to (bosonic,completely symmetric) sources with a number of spins. In some cases we alsoprovide compact formulas for any dimension. This paper is devoted to two-pointcorrelators, so the one-loop effective action we construct contains only thequadratic terms and the relevant equations of motion for the sources we obtainare the linearized ones.