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.

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.

We develop the phenomenology of scenarios in which a dark matter candidateinteracts with a top quark through flavour-changing couplings, employing asimplified dark matter model with an s-channel vector-like mediator. We studyin detail the top-charm flavour-changing interaction, by investigating thesingle top plus large missing energy signature at the LHC as well asconstraints from the relic density and direct and indirect dark matterdetection experiments. We present strategies to distinguish between thetop-charm and top-up flavour-changing models by taking advantage of the leptoncharge asymmetry as well as by using charm-tagging techniques on an extra jet.We also show the complementarity between the LHC and canonical dark matterexperiments in exploring the viable parameter space of the models.

We calculate the one-loop Yukawa couplings and threshold corrections forsupersymmetric local models of branes at singularities in type IIB stringtheory. We compute the corrections coming both from wavefunction and vertexrenormalisation. The former comes in the IR from conventional field theoryrunning and in the UV from threshold corrections that cause it to run from thewinding scale associated to the full Calabi-Yau volume. The vertex correctionis naively absent as it appears to correspond to superpotentialrenormalisation. However, we find that while the Wilsonian superpotential isnot renormalised there is a physical vertex correction in the 1PI actionassociated to light particle loops.

The first string excited state can be observed as a resonance in dijetinvariant mass distributions at the LHC, if the scenario of low-scale stringwith large extra dimensions is realized. A distinguished property of the dijetresonance by string excited states from that the other "new physics" is thatmany almost degenerate states with various spin compose a single resonancestructure. It is examined that how we can obtain evidences of low-scale stringmodels through the analysis of angular distributions of dijet events at theLHC. Some string resonance states of color singlet can obtain large mass shiftsthrough the open string one-loop effect, or through the mixing with closedstring states, and the shape of resonance structure can be distorted. Althoughthe distortion is not very large (10% for the mass squared), it might be ableto observe the effect at the LHC, if gluon jets and quark jets could bedistinguished in a certain level of efficiency.

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 thermodynamic properties of dyonic black hole and its dual fieldtheory. We observe that the phase diagram of a dyonic black hole in constantelectric potential and magnetic charge ensemble is similar to that of a Van derWaals fluid with chemical potential. Phase transitions and other criticalphenomena have been studied in presence of magnetic charge and chemicalpotential. We also analyse magnetic properties of dual conformal field theoryand observe a ferromagnetic like behavior of boundary theory when the externalmagnetic field vanishes. Finally, we compute susceptibility of different phasesof boundary CFT and find that, depending on the strength of the externalmagnetic field and temperature, these phases are either paramagnetic ordiamagnetic.

We present the full numerical solution for the 15-dimensional space oflinearized deformations of the Klebanov-Strassler background which preserve theSU(2) X SU(2) X Z_2 symmetries. We identify within this space the solutioncorresponding to anti-D3 branes, (modulo the presence of a certain subleadingsingularity in the infrared). All the 15 integration constants of this solutionare fixed in terms of the number of anti-D3 branes, and the solution differs inthe UV from the supersymmetric solution into which it is supposed to decay by amode corresponding to a rescaling of the field theory coordinates. Decidingwhether two solutions that differ in the UV by a rescaling mode are dual to thesame theory is involved even for supersymmetric Klebanov-Strassler solutions,and we explain in detail some of the subtleties associated to this.