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.

The Nambu-Goldstone (NG) bosons of the SYK model are described by a cosetspace Diff/$\mathbb{SL}(2,\mathbb{R})$, where Diff, or Virasoro group, is thegroup of diffeomorphisms of the time coordinate valued on the real line or acircle. It is known that the coadjoint orbit action of Diff naturally turns outto be the two-dimensional quantum gravity action of Polyakov withoutcosmological constant, in a certain gauge, in an asymptotically flat spacetime.Motivated by this observation, we explore Polyakov action with cosmologicalconstant and boundary terms, and study the possibility of such atwo-dimensional quantum gravity model being the AdS dual to the low energy (NG)sector of the SYK model. We find strong evidences for this duality: (a) thebulk action admits an exact family of asymptotically AdS$_2$ spacetimes,parameterized by Diff/$\mathbb{SL}(2,\mathbb{R})$, in addition to a fixedconformal factor of a simple functional form; (b) the bulk path integralreduces to a path integral over Diff/$\mathbb{SL}(2,\mathbb{R})$ with aSchwarzian action; (c) the low temperature free energy qualitatively agreeswith that of the SYK model. We show, up to quadratic order, how to couple aninfinite series of bulk scalars to the Polyakov model and show that itreproduces the coupling of the higher modes of the SYK model with the NGbosons.

We use methods from topological data analysis to study the topologicalfeatures of certain distributions of string vacua. Topological data analysis isa multi-scale approach used to analyze the topological features of a dataset byidentifying which homological characteristics persist over a long range ofscales. We apply these techniques in several contexts. We analyze N=2 vacua byfocusing on certain distributions of Calabi-Yau varieties and Landau-Ginzburgmodels. We then turn to flux compactifications and discuss how we can usetopological data analysis to extract physical informations. Finally we applythese techniques to certain phenomenologically realistic heterotic models. Wediscuss the possibility of characterizing string vacua using the topologicalproperties of their distributions.

In this note, we use techniques from integrable systems to study relationsbetween gauge theories. The Gauge/Bethe correspondence, introduced by Nekrasovand Shatashvili, identifies the supersymmetric ground states of an N=(2,2)supersymmetric gauge theory in two dimensions with the Bethe states of aquantum integrable system. We make use of this correspondence to relate threedifferent quiver gauge theories which correspond to three differentformulations of the Bethe equations of an integrable spin chain called the tJmodel.

We analyze the potential sensitivity of a search for $e\rightarrow\tau$conversion at a proposed electron-ion collider (EIC) facility. To that end, wecalculate the cross sections for $e\rightarrow\tau$ events in a leptoquarkframework assuming that the leptoquark masses are on the order of severalhundred GeV or more. Given present limits on leptoquarks from direct searchesat HERA and rare decay processes, an EIC sensitive to 0.1 fb $e\rightarrow\tau$cross sections could probe previously unexplored regions of parameter space forthese lepton flavor violating events (assuming 90 GeV center-of-mass energy and10 fb$^{-1}$ integrated luminosity). Depending on the species of leptoquark andflavor structure of the couplings, an EIC search could surpass the HERA andrare process sensitivity to $e\rightarrow\tau$ conversion amplitudes by as muchas an order of magnitude or more. We also derive updated limits on quarkflavor-diagonal LFV leptoquark interactions using the most recent BaBar$\tau\rightarrow e\gamma$ search. We find that limits from an EIC$e\rightarrow\tau$ search could be competitive with the most recent$\tau\rightarrow e\gamma$ limit for a subset of the quark flavor-diagonalleptoquark couplings. Using an SU(5) GUT model in which leptoquark couplingsare constrained by the neutrino masses and mixing, we illustrate how observableleptoquark-induced $e\rightarrow\tau$ conversion can be consistent withstringent LFV limits imposed by $\mu\rightarrow e\gamma$ and $\mu\rightarrow e$conversion searches.

We construct the full set of boundary giant magnons on $\mathbb{R}\timesS^{2}$ attached to the maximal $Z=0$ giant graviton by mapping from the generalsolution to static sine-Gordon theory on the interval and compute the values of$\Delta-J$ at finite $J$, including the leading order corrections when $J$ islarge. We then consider the Born-Infeld theory of the giant graviton itself toconstruct BIon spike solutions that correspond to the world volume descriptionof the boundary giant magnons at finite $J$.

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.

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.

The construction of neutral black hole microstates is an important problem,with implications for the information paradox. In this paper we conjecture aconstruction of non-supersymmetric supergravity solutions describing D-braneconfigurations which carry mass and angular momentum, but no other conservedcharges. We first study a classical string solution which locally carriesdipole winding and momentum charges in two compact directions, but globallycarries no net winding or momentum charge. We investigate its backreaction inthe D1-D5 duality frame, where this object becomes a supertube which locallycarries oscillating dipole D1-D5 and NS1-NS5 charges, and again carries no netcharge. In the limit of an infinite straight supertube, we find an exactsupergravity solution describing this object. We conjecture that a similarconstruction may be carried out based on a class of two-chargenon-supersymmetric D1-D5 solutions. These results are a step towardsdemonstrating how neutral black hole microstates may be constructed in stringtheory.

We study the partition function of the three-dimensional N=6 U(N)_k xU(N+M)_{-k} superconformal Chern-Simons matter theory known as the ABJ theory.We prove that the ABJ partition function on S^3 is exactly the same as aformula recently proposed by Awata, Hirano and Shigemori. While this formulawas previously obtained by an analytic continuation from the L(2,1) lens spacematrix model, we directly derive this by using a generalization of the Cauchydeterminant identity. We also give an interpretation for the formula from branepicture.