We initiate a comprehensive study of a set of solutions of topologicallymassive gravity known as null warped anti-de Sitter spacetimes. These arepp-wave extensions of three-dimensional anti-de Sitter space. We first performa careful analysis of the linearized stability of black holes in thesespacetimes. We find two qualitatively different types of solutions to thelinearized equations of motion: the first set has an exponential timedependence, the second - a polynomial time dependence. The solutions polynomialin time induce severe pathologies and moreover survive at the non-linear level.In order to make sense of these geometries, it is thus crucial to imposeappropriate boundary conditions. We argue that there exists a consistent set ofboundary conditions that allows us to reject the above pathological modes fromthe physical spectrum. The asymptotic symmetry group associated to theseboundary conditions consists of a centrally-extended Virasoro algebra. Usingthis central charge we can account for the entropy of the black holes viaCardy's formula. Finally, we note that the black hole spectrum is chiral andprove a Birkoff theorem showing that there are no other stationary axisymmetricblack holes with the specified asymptotics. We extend most of the analysis to alarger family of pp-wave black holes which are related to Schr\"odingerspacetimes with critical exponent z.

Ultraviolet physics typically induces a kinetic mixing between gauge singletswhich is marginal and hence non-decoupling in the infrared. In singletextensions of the minimal supersymmetric standard model, e.g. thenext-to-minimal supersymmetric standard model, this furnishes a well motivatedand distinctive portal connecting the visible sector to any hidden sector whichcontains a singlet chiral superfield. In the presence of singlet kineticmixing, the hidden sector automatically acquires a light mass scale in therange 0.1 - 100 GeV induced by electroweak symmetry breaking. In theories withR-parity conservation, superparticles produced at the LHC invariably cascadedecay into hidden sector particles. Since the hidden sector singlet couples tothe visible sector via the Higgs sector, these cascades necessarily produce aHiggs boson in an order 0.01 - 1 fraction of events. Furthermore,supersymmetric cascades typically produce highly boosted, low-mass hiddensector singlets decaying visibly, albeit with displacement, into the heavieststandard model particles which are kinematically accessible. We studyexperimental constraints on this broad class of theories, as well as the roleof singlet kinetic mixing in direct detection of hidden sector dark matter. Wealso present related theories in which a hidden sector singlet interacts withthe visible sector through kinetic mixing with right-handed neutrinos.

The discovery of a standard-model-like Higgs at 126 GeV and the absence ofsquark signals thus far at the LHC both point towards a mini-split spectrum forsupersymmetry. Within standard paradigms, it is non-trivial to realize amini-split spectrum with heavier sfermions but lighter gauginos whilesimultaneously generating Higgs sector soft terms of the correct magnitude,suggesting the need for new models of supersymmetry breaking and mediation. Inthis paper, we present a new approach to mini-split model building based ongauge mediation by ``auxiliary groups'', which are the anomaly-free continuoussymmetries of the standard model in the limit of vanishing Yukawa couplings. Inaddition to the well-known flavor SU(3)_F and baryon-minus-lepton U(1)_{B-L}groups, we find that an additional U(1)_H acting on the Higgs doublets alonecan be used to generate Higgs soft masses and B-terms necessary for a completemodel of mini-split. Auxiliary gauge mediation is a special case of Higgsedgauge mediation, and we review the resulting two-loop scalar soft terms as wellas three-loop gaugino masses. Along the way, we present a complete two-loopcalculation of A-terms and B-terms in gauge mediation, which---contrary to acommon misconception---includes a non-zero contribution at the messengerthreshold which can be sizable in models with light gauginos. We presentseveral phenomenologically acceptable mini-split spectra arising from auxiliarygauge mediation and highlight a complete minimal model which realizes therequired spectrum and Higgs sector soft terms with a single U(1)_X auxiliarygauge symmetry. We discuss possible experimental consequences.

A higher grading affine algebraic construction of integrable hierarchies,containing the Wadati-Konno-Ichikawa (WKI) hierarchy as a particular case, isproposed. We show that a two-component generalization of the Sch\" afer-Wayneshort pulse equation arises quite naturally from the first negative flow of theWKI hierarchy. Some novel integrable nonautonomous models are also proposed.The conserved charges, both local and nonlocal, are obtained from the Riccatiform of the spectral problem. The loop-soliton solutions of the WKI hierarchyare systematically constructed through gauge followed by reciprocal B\" acklundtransformation, establishing the precise connection between the whole WKI andAKNS hierarchies. The connection between the short pulse equation with thesine-Gordon model is extended to a correspondence between the two-componentshort pulse equation and the Lund-Regge model.

We study the structure constants of the ${\cal N}=1$ beta deformed theoryperturbatively and at strong coupling. We show that the planar one loopcorrections to the structure constants of single trace gauge invariantoperators in the scalar sector is determined by the anomalous dimensionHamiltonian. This result implies that 3 point functions of the chiral primariesof the theory do not receive corrections at one loop. We then study thestructure constants at strong coupling using the Lunin-Maldacena geometry. Weexplicitly construct the supergravity mode dual to the chiral primary withthree equal U(1) R-charges in the Lunin-Maldacena geometry. We show that the 3point function of this supergravity mode with semi-classical statesrepresenting two other similar chiral primary states but with large U(1)charges to be independent of the beta deformation and identical to that foundin the $AdS_5\times S^5$ geometry. This together with the one-loop resultindicate that these structure constants are protected by a non-renormalizationtheorem. We also show that three point function of U(1) R-currents withclassical massive strings is proportional to the R-charge carried by the stringsolution. This is in accordance with the prediction of the R-symmetry Wardidentity.

We present a procedure for tagging boosted semi-leptonic $t\bar t$ eventsbased on the Template Overlap Method. We introduce a new formulation of thetemplate overlap function for leptonically decaying boosted tops and show thatit can be used to compensate for the loss of background rejection due toreduction of b-tagging efficiency at high $p_T$. A study of asymmetric top pairproduction due to higher order effects shows that our approach improves theresolution of the truth level kinematic distributions. We show that thehadronic top overlap is weakly susceptible to pileup up to 50 interactions perbunch crossing, while leptonic overlap remains impervious to pileup to at least70 interactions. A case study of Randall-Sundrum Kaluza-Klein gluon productionsuggests that the new formulation of semi-leptonic template overlap can extendthe projected exclusion of the LHC $\sqrt{s}$ = 8 TeV run to Kaluza-Klein gluonmasses of 2.7 TeV, using the leading order signal cross section.

We compute the exact vacuum expectation value of circular Wilson loops forEuclidean ${\cal N}=4$ super Yang-Mills with $G=SO(N),Sp(N)$, in thefundamental and spinor representations. These field theories are dual to typeIIB string theory compactified on $AdS_5\times {\mathbb R} {\mathbb P}^5$ pluscertain choices of discrete torsion, and we use our results to probe thisholographic duality. We first revisit the LLM-type geometries having$AdS_5\times {\mathbb R} {\mathbb P}^5$ as ground state. Our results clarifyand refine the identification of these LLM-type geometries as bubblinggeometries arising from fermions on a half harmonic oscillator. We furthermoreidentify the presence of discrete torsion with the one-fermion Wignerdistribution becoming negative at the origin of phase space. We then turn tothe string world-sheet interpretation of our results and argue that for thequantities considered they imply two features: first, the contribution comingfrom world-sheets with a single crosscap is closely related to the contributioncoming from orientable world-sheets, and second, world-sheets with twocrosscaps don't contribute to these quantities.

When the cosmological constant is considered to be a thermodynamical variablein black hole thermodynamics, analogous to a pressure, its conjugate variablecan be thought of as a thermodynamic volume for the black hole. In the AdS/CFTcorrespondence this interpretation cannot be applied to the CFT on the boundarybut, from the point of view of the boundary $SU(N)$ gauge theory, varying thecosmological constant in the bulk is equivalent to varying the number of colorsin the gauge theory. This interpretation is examined in the case of$AdS_5\times S^5$, for ${\cal N}=4$ SUSY Yang-Mills at large $N$, and thevariable thermodynamically conjugate to $N$, a chemical potential for color, isdetermined. It is shown that the chemical potential in the high temperaturephase of the Yang-Mills theory is negative and decreases as temperatureincreases, as expected. For spherical black holes in the bulk the chemicalpotential approaches zero as the temperature is lowered below the Hawking-Pagetemperature and changes sign at a temperature that is within one part in athousand of the temperature at which the heat capacity diverges.

We perform global fits of Two-Higgs-Doublet models with a softly broken$\mathbb{Z}_2$ symmetry to recent results from the LHC detectors CMS and ATLAS,that is signal strengths and direct search limits obtained at $\sqrt{s} = 8$TeV and $\sqrt{s}=13$ TeV. We combine all available ATLAS and CMS constraintswith the other relevant theoretical and experimental bounds and present thelatest limits on the model parameters. We obtain that deviations from theso-called alignment limit $\beta-\alpha=\pi/2$ cannot be larger than $0.03$ intype I and have to be smaller than $0.02$ in the remaining three types. For thelatter, we also observe lower limits on the heavy Higgs masses in the globalfit. The splittings between these masses cannot exceed $200$ GeV in the types Iand X and $130$ GeV in the types II and Y. Finally, we find that the decaywidths of the heavy Higgs particles cannot be larger than $7\%$ of their massesif they are lighter than $1.5$ TeV.

A measurement of the inelastic proton-proton cross section with the CMSdetector at a center-of-mass energy of $\sqrt{s} =$ 13 TeV is presented. Theanalysis is based on events with energy deposits in the forward calorimeters,which cover pseudorapidities of -6.6 $< \eta <$ -3.0 and +3.0 $< \eta <$ +5.2.An inelastic cross section of 68.6 $\pm$ 0.5 (syst) $\pm$ 1.6 (lumi) mb isobtained for events with $M_\mathrm{X} >$ 4.1 GeV and/or $M_\mathrm{Y} >$ 13GeV, where $M_\mathrm{X}$ and $M_\mathrm{Y}$ are the masses of the diffractivedissociation systems at negative and positive pseudorapidities, respectively.The results are compared with those from other experiments as well as topredictions from high-energy hadron-hadron interaction models.