In a large class of models for Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs),the WIMP mass $M$ lies far above the weak scale $m_W$. This work identifiesuniversal Sudakov-type logarithms $\sim \alpha \log^2 (2\,M/m_W)$ that spoilthe naive convergence of perturbation theory for annihilation processes. Aneffective field theory (EFT) framework is presented, allowing the systematicresummation of these logarithms. Another impact of the large separation ofscales is that a long-distance wave-function distortion from electroweak bosonexchange leads to observable modifications of the cross section. Carefulaccounting of momentum regions in the EFT allows the rigorously disentanglementof this so-called Sommerfeld enhancement from the short distance hardannihilation process. The WIMP is modeled as a heavy-particle field, while thelight, energetic, final-state electroweak gauge bosons are treated as soft andcollinear fields. Hard matching coefficients are computed at renormalizationscale $\mu \sim 2\,M$, then evolved down to $\mu \sim m_W$, where electroweaksymmetry breaking is incorporated and the matching onto the relevant quantummechanical Hamiltonian is performed. The example of an $SU(2)_W$ triplet scalardark matter candidate annihilating to line photons is used for concreteness,allowing the numerical exploration of the impact of next-to-leading ordercorrections and log resummation. For $M \simeq 3$ TeV, the resummed Sommerfeldenhanced cross section is reduced by a factor of $\sim 3$ with respect to thetree-level fixed order result.

We study radiation of supersymmetric particles from an Aharonov-Bohm stringassociated with a discrete R-symmetry. Radiation of the lightest supersymmetricparticle, when combined with the observed dark matter density, imposesconstraints on the string tension or the freeze-out temperature of theparticle. We also calculate the amplitude for Aharonov-Bohm radiation ofmassive spin $3/2$ particles.

We exploit offshell regions in the process $e^+e^-\rightarrow W^+W^-b\bar{b}$to gain access to the top-quark width. Working at next-to-leading order in QCDwe show that carefully selected ratios of offshell regions to onshell regionsin the reconstructed top and antitop invariant mass spectra are,\emph{independently} of the coupling $g_{tbW}$, sensitive to the top-quarkwidth. We explore this approach for different centre of mass energies andinitial-state beam polarisations at $e^+e^-$ colliders and briefly comment onthe applicability of this method for a measurement of the top-quark width atthe LHC.

We discuss the problem of infrared divergences in the N=2 superspace approachto classically marginal three-dimensional Chern-Simons-matter theories.Considering the specific case of ABJM theory, we describe the origin of suchdivergences and offer a prescription to eliminate them by introducingnon-trivial gauge-fixing terms in the action. We also comment on the extensionof our procedure to higher loop order and to general three-dimensionalChern-Simons-matter models.

Modeling QCD at large temperature with a simple holographic five dimensionaltheory encoding minimal breaking of conformality, allows for the calculation ofall the transport coefficients, up to second order, in terms of a singleparameter. In particular, the shear and bulk relaxation times are provided. Theresult follows by deforming the AdS background with a scalar dual to amarginally relevant operator, at leading order in the deformation parameter.

Recently we showed how a non-local Nambu-Jona-Lasinio model comes out fromQCD in the low-energy limit. In this way, it is possible to fix all the freeparameters of the model with physical ones. We use this approach to derive alocal limit to the Nambu-Jona-Lasinio model with the parameters those obtainedfrom QCD in order to fix the physical parameters of $\rho$ condensation. $\rho$condensation is a consequence of the highly non-trivial behavior of the QCDvacuum in presence a very strong magnetic field giving rising tosuperconductive behavior in quark matter. Determination of the properparameters for this state can be an important helpful guide to identify itexperimentally.

The IceCube collaboration discovery of 28 high-energy neutrinos over theenergy range 30 TeV <~ E_nu <~ 1 PeV, a 4.3-sigma excess over expectedbackgrounds, represents the first high-confidence detection of cosmic neutrinosat these energies. In light of this discovery, we explore the possibility thatsome of the Sub-PeV cosmic neutrinos might originate in our Galaxy's TeVunidentified (TeV UnID) sources. While typically resolved at TeV energies,these sources lack prominent radio or X-ray counterparts, and so have beenconsidered promising sites for hadron acceleration within our Galaxy. Modelingthe TeV UnID sources as Galactic hypernova remnants, we predict Sub-PeVneutrino fluxes and spectra consistent with their contributing a minority ofn_nu <~ 2 of the observed events. This is consistent with our analysis of thespatial distribution of the Sub-PeV neutrinos and TeV UnID sources, which findsthat a best-fit of one, and maximum of 3.8 (at 90%-confidence), of the ~16non-atmospheric Sub-PeV neutrinos may originate in TeV UnID sources, with theremaining 75% to 95% of events being drawn from an isotropic background. If ourscenario is correct, we expect excess Sub-PeV neutrinos to accumulate along theGalactic plane, within |l| <~ 30 deg of the Galactic center and in the Cygnusregion, as observations by IceCube and other high-energy neutrino facilities goforward. Our scenario also has implications for radio, X-ray, and TeVobservations of the TeV UnID sources.

We consider thermal production mechanisms of self-interacting dark matter inmodels with gauged $Z_3$ symmetry. A complex scalar dark matter is stabilizedby the $Z_3$, that is the remnant of a local dark $U(1)_d$. Light dark matterwith large self-interaction can be produced from thermal freeze-out in thepresence of SM-annihilation, SIMP and/or forbidden channels. We show that darkphoton and/or dark Higgs should be relatively light for unitarity and thenassist the thermal freeze-out. We identify the constraints on the parameterspace of dark matter self-interaction and mass in cases that one or some of thechannels are important in determining the relic density.

We investigate matrix models in three dimensions where the global$\text{SU}(N)$ symmetry acts via the adjoint map. Analyzing their ground statewhich is homogeneous in space and can carry either a unique or multiple fixedcharges, we show the existence of at least two distinct fixed points of therenormalization group (RG) flow. In particular, the one type of those fixedpoints manifests itself via tractable deviations in the large-charge expansionfrom the known predictions in the literature. We demonstrate most of the novelfeatures using mainly the example of the $\text{SU}(4)$ matrix theory tocompute the anomalous dimension of the lowest scalar operator with large globalcharge(s).

We present analytical expressions for the 31 five-particle phase-space masterintegrals in massless QCD as an $\epsilon$-series with coefficients beingmultiple zeta values of weight up to 12. In addition, we provide computer codefor the Monte-Carlo integration in higher dimensions, based on the RAMBOalgorithm, that has been used to numerically cross-check the obtained resultsin 4, 6, and 8 dimensions.