We present a large class of new backgrounds that are solutions of type IIBsupergravity with a warped AdS${}_5$ factor, non-trivial axion-dilaton,$B$-field and three-form Ramond-Ramond flux but yet have no five-form flux. Weobtain these solutions and many of their variations by judiciously applyingnon-Abelian and Abelian T-dualities, as well as coordinate shifts toAdS${}_5\times X_5$ IIB supergravity solutions with $X_5=S^5, T^{1,1},Y^{p,q}$. We address a number of issues pertaining to charge quantization inthe context of non-Abelian T-duality. We comment on some properties of theexpected dual super conformal field theories by studying their CFT centralcharge holographically. We also use the structure of the supergravity Pagecharges, central charges and some probe branes to infer aspects of the dualsuper conformal field theories.

We obtain concise analytic formulae for Wilson loops computed on specialn-point polygonal contours through two-loops in weakly coupled N=4supersymmetric gauge theory. The contours we consider can be embedded into a(1+1)-dimensional subspace of the 4-dimensional gauge theory, corresponding tothe boundary of the AdS_3 on the string theory side. Our analytic results holdfor any number of edges, thus generalising to arbitrary n the recently derivedexpressions for 2-dimensional octagons. These polygonal Wilson loops have beenconjectured to be equivalent to MHV scattering amplitudes in planar N=4 SYM.

A double-trace deformation is the simplest perturbation of a conformal fieldtheory that has a gravity dual. In this paper we review the existing resultsfor the case in which the deformation is composed from a scalar operator, andextend them to the case of a spinor operator. In particular we check thevalidity of the c-conjecture along the RG flow induced by the deformation,using both Cardy's c-function and the recent proposal by Myers and Sinha of ac-function from entanglement entropy.

A measurement of the single-top-quark t-channel production cross section inpp collisions at sqrt(s) = 7 TeV with the CMS detector at the LHC is presented.Two different and complementary approaches have been followed. The firstapproach exploits the distributions of the pseudorapidity of the recoil jet andreconstructed top-quark mass using background estimates determined from controlsamples in data. The second approach is based on multivariate analysistechniques that probe the compatibility of the candidate events with thesignal. Data have been collected for the muon and electron final states,corresponding to integrated luminosities of 1.17 and 1.56 inverse femtobarns,respectively. The single-top-quark production cross section in the t-channel ismeasured to be 67.2 +/- 6.1 pb, in agreement with the approximatenext-to-next-to-leading-order standard model prediction. Using the standardmodel electroweak couplings, the CKM matrix element abs(V[tb]]) is measured tobe 1.020 +/- 0.046 (meas.) +/- 0.017 (theor.).

We study three types of the old-minimal higher-derivative supergravitytheories extending the $f(R)$ gravity, towards their use for the inflationarymodel building in supergravity, by using both superfields and their fieldcomponents. In the curved superspace all those theories are described in termsof a single chiral scalar curvature superfeld $\mathcal{R}$. Each of thosetheories can be dualized into a matter-coupled supergravity without higherderivatives. The first type is parametrized by a single non-holomorphicpotential $N(\mathcal{R},\bar{\mathcal{R}})$, and gives rise to the dualmatter-coupled supergravities with two dynamical chiral matter superfieldshaving a no-scale K\"ahler potential. We find that a generic potential$N(\mathcal{R},\bar{\mathcal{R}})$ generates both the $(R+R^2)$ gravity and thenon-minimal coupling of the propagating complex scalar field to the $R$, neededfor the Starobinsky and Higgs inflation, respectively. We find the generalconditions for the Starobinsky inflation and compute the inflaton mass. Thesecond type is given by the chiral supergravity actions whose superfieldLagrangian $F(\mathcal{R},\Sigma({\bar{\mathcal R}}))$ also depends upon thechiral projection $\Sigma$ of the anti-chiral superfield ${\bar{\mathcal R}}$.We find that the actions of the second type always give rise to ghosts. We alsorevisit the $F(\mathcal{R})$ supergravity actions of the third type (withoutthe $\Sigma$-dependence) with the reduced number of the extra physical degreesof freedom, comprising a single chiral matter superfeld with a no-scaleK\"ahler potential. We confirm that the pure $F(\mathcal{R})$ supergravity isinsufficient for realization of the Starobinsky inflation, though by the reasondifferent from those proposed in the recent literature.

WIMP dark matter and gauge coupling unification are considered in an R-parityviolating MSSM with vector-like matter. Dark matter is contained in anadditional vector-like SU(2)$_L$ doublet which possesses a new U(1) gaugesymmetry. The Higgs fields are extended to be in a ${\bf 5\oplus \bar{5}}$representation of SU(5). The stability of dark matter is a result of gaugesymmetries, and the mass of the dark matter particle is between (1.1-1.5) TeV.Dark matter has a very small cross section with nucleis, thus the model isconsistent with current dark matter direct detection experiments such asXenon100. The model also predicts new charged and colored particles to beobserved at LHC.

We consider theories with time-dependent Hamiltonians which alternate betweenbeing bounded and unbounded from below. For appropriate frequencies dynamicalstabilization can occur rendering the effective potential of the system stable.We first study a free field theory on a torus with a time-dependent mass term,finding that the stability regions are described in terms of the phase diagramof the Mathieu equation. Using number theory we have found a compactificationscheme such as to avoid resonances for all momentum modes in the theory. Wefurther consider the gravity dual of a conformal field theory on a sphere inthree spacetime dimensions, deformed by a doubletrace operator. The gravitydual of the theory with a constant unbounded potential develops big crunchsingularities; we study when such singularities can be cured by dynamicalstabilization. We numerically solve the Einstein-scalar equations of motion inthe case of a time-dependent doubletrace deformation and find that forsufficiently high frequencies the theory is dynamically stabilized and bigcrunches get screened by black hole horizons.

We conjecture a precise relationship between the Schur limit of thesuperconformal index of four-dimensional $\mathcal{N}=2$ field theories, whichcounts local operators, and the spectrum of BPS particles on the Coulombbranch. We verify this conjecture for the special case of free field theories,$\mathcal{N}=2$ QED, and $SU(2)$ gauge theory coupled to fundamental matter.Assuming the validity of our proposal, we compute the Schur index of allArgyres-Douglas theories. Our answers match expectations from the connection ofSchur operators with two-dimensional chiral algebras. Based on our results wepropose that the chiral algebra of the generalized Argyres-Douglas theory$(A_{k-1},A_{N-1})$ with $k$ and $N$ coprime, is the vacuum sector of the$(k,k+N)$ $W_{k}$ minimal model, and that the Schur index is the associatedvacuum character.

We revisit the calculation of the six-gluon remainder function in planar$\mathcal{N} = 4$ super Yang-Mills theory from the strong coupling TBA in themulti-Regge limit and identify an infinite set of kinematically subleadingterms. These new terms can be compared to the strong coupling limit of thefinite-coupling expressions for the impact factor and the BFKL eigenvalueproposed by Basso et al. in arXiv:1407.3766, which were obtained from ananalytic continuation of the Wilson loop OPE. After comparing the results orderby order in those subleading terms, we show that it is possible to preciselymap both formalisms onto each other. A similar calculation can be carried outfor the seven-gluon amplitude, the result of which shows that the centralemission vertex does not become trivial at strong coupling.

We study LHC signatures of displaced vertices and long-lived chargedparticles within the context of the Next-to-Minimal Supersymmetric StandardModel with right-handed (RH) sneutrinos. In this construction the RH neutrinocan be produced directly from Higgs decays or in association with a RHsneutrino when the latter is the lightest supersymmetric particle. The RHneutrino is generally long-lived, since its decay width is proportional to theneutrino Yukawa, a parameter which is predicted to be small. The RH neutrinolate decay can therefore give rise to displaced vertices at the LHC, which canbe identified through the decay products, which involve two leptons (2l+ MET)or a lepton with two jets (ljj). We simulate this signal for the current LHCconfiguration (a centre of mass of 8 TeV and an integrated luminosity of L=20fb^-1), and a future one (13 TeV and L=100 fb^-1). We show that a region of theparameter space of this model can be probed and that the RH neutrino mass canbe reconstructed from the end-point of the two-lepton invariant massdistribution or the central value of the mass distribution for two jets plusone lepton. Another exotic signature of this construction is the production ofa long-lived stau. If the stau is the next-to-lightest supersymmetric particle,it can decay through diagrams involving the small neutrino Yukawa, and wouldescape the detector leaving a characteristic trail. We also simulate thissignal for various benchmark points and show that the model can be within thereach of the future run of the LHC.