We consider the dark matter model with radiative neutrino mass generationwhere the Standard Model is extended with three right-handed singlet neutrinos($N_1$, $N_2$ and $N_3$) and one additional SU(2)$_L$ doublet scalar $\eta$.One of the right-handed neutrinos ($N_1$), being lightest among them, is aleptophilic fermionic dark matter candidate whose stability is ensured by theimposed $\mathbb{Z}_2$ symmetry on this model. The second lightest right-handedneutrino ($N_2$) is assumed to be nearly degenerated with the lightest oneenhancing the co-annihilation between them. The effective interaction termamong the lightest, second lightest right-handed neutrinos and photoncontaining transition magnetic moment is responsible for the decay of heavierright-handed neutrino to the lightest one and a photon ($N_2\to N_1 + \gamma$).This radiative decay of heavier right-handed neutrino %to the the lightest onewith charged scalar and leptons in internal lines could explain the X-ray linesignal $\sim$ $3.5$ keV recently claimed by XMM-Newton X-ray observatory fromdifferent galaxy clusters and Andromeda galaxy (M31). The value of thetransition magnetic moment is computed and found to be several orders ofmagnitude below the current reach of various direct dark matter searches. Theother parameter space in this framework in the light of the observed signal isfurther investigated.

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 introduce supersymmetric R\'enyi entropies for $\mathcal{N}=1$supersymmetric gauge theories in five dimensions. The matrix modelrepresentation is obtained using the localization method and the large-$N$behavior is studied. The gravity dual is a supersymmetric charged topologicalAdS$_6$ black hole in the Romans $F(4)$ supergravity. The variation of thesupersymmetric R\'enyi entropy due to the insertion of a BPS Wilson loop iscomputed. We find perfect agreements between the large-$N$ and the dual gravitycomputations both with and without the Wilson loop operator.

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.

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.

We study collisions of massive pointlike particles in three dimensionalanti-de Sitter space, generalizing the work on massless particles in [1]. Weshow how to construct exact solutions corresponding to the formation of eithera black hole or a conical singularity from the collision of an arbitrary numberof massive particles that fall in radially and collide at the origin of AdS. Norestrictions on the masses or the angular and radial positions from where theparticles are released, are imposed. We also consider the limit of an infinitenumber of particles, obtaining novel timelike thin shell spacetimes. These thinshells have an arbitrary mass distribution as well as a non-trivial embeddingwhere the radial location of the shell depends on the angular coordinate, andwe analyze these shells using the junction formalism of general relativity. Wealso consider the massless limit and find consistency with earlier results, aswell as comment on the stress-energy tensor modes of the dual CFT.

We study the holographic dual of a finite density system with both bosonicand fermionic degrees of freedom. There is no evidence for a universalbose-dominated ground state. Instead, depending on the relative conformalweights the preferred groundstate is either pure AdS-Reissner-Nordstrom, aholographic superconductor, an electron star, or a novel mixed state that isbest characterized as a hairy electron star.

We study rigidly rotating strings in the $\varkappa$-deformed $AdS_3 \timesS^3$ background. We find out two classes of solutions corresponding to thegiant magnon and single spike solutions of the string rotating in two$S^2_{\varkappa}$ subspace of rotations reduced along two different isometries.We verify that the dispersion relations reduce to the well known relation inthe $\varkappa\rightarrow 0$ limit. We further study some oscillating stringsolutions in the $S^3_{\varkappa}$ subspace.

We study the Lagrangian description of chiral bosons, p-form gauge fieldswith (anti-)self-dual gauge field strengths, in D=2p+2 dimensional spacetime ofnontrivial topology. We show that the manifestly Lorentz and diffeomorphisminvariant Pasti-Sorokin-Tonin (PST) approach is consistent and produces the(anti-)self-duality equation also in topologically nontrivial spacetime. Wediscuss in what circumstances the nontrivial topology makes difference betweentwo disconnected, `da-timelike' and `da-spacelike' branches of the PST system,the gauge fixed version of which are described by not manifestly invariantHenneaux-Teitelboim (HT) and Perry-Schwarz (PS) actions, respectively.

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.