We construct the gravity dual of three-dimensional, $SU(N_{\textrm{c}})$super Yang-Mills theory with $N_{\textrm{f}}$ flavors of dynamical quarks inthe presence of a non-zero quark density $N_{\textrm{q}}$. The supergravitysolutions include the backreaction of $N_{\textrm{c}}$ color D2-branes and$N_{\textrm{f}}$ flavor D6-branes with $N_{\textrm{q}}$ units of electric fluxon their worldvolume. For massless quarks, the solutions depend non-triviallyonly on the dimensionless combination $\rho=N_{\textrm{c}}^2 N_{\textrm{q}} /\lambda^2 N_{\textrm{f}}^4$, with $\lambda=g_{\textrm{YM}}^2 N_{\textrm{c}}$the 't Hooft coupling, and describe renormalization group flows between thesuper Yang-Mills theory in the ultraviolet and a non-relativistic theory in theinfrared. The latter is dual to a hyperscaling-violating, Lifshitz-likegeometry with dynamical and hyperscaling-violating exponents $z=5$ and$\theta=1$, respectively. If $\rho \ll 1$ then at intermediate energies thereis also an approximate AdS$_4$ region, dual to a conformal Chern-Simons-Mattertheory, in which the flow exhibits quasi-conformal dynamics. At zerotemperature we compute the chemical potential and the equation of state andextract the speed of sound. At low temperature we compute the entropy densityand extract the number of low-energy degrees of freedom. For quarks of non-zeromass $M_{\textrm{q}}$ the physics depends non-trivially on $\rho$ and$M_{\textrm{q}} N_{\textrm{c}}/\lambda N_{\textrm{f}}$.

Results are presented from a search for the pair-production of heavy quarks,Q Q-bar, that decay exclusively into a top quark and a W or Z boson. The searchis performed using a sample of proton-proton collisions at sqrt(s) = 7 TeVcorresponding to an integrated luminosity of 5.0 inverse femtobarns, collectedby the Compact Muon Solenoid experiment. The signal region is defined using asample of events containing one electron or muon, missing transverse momentum,and at least four jets with large transverse momenta, where one jet is likelyto originate from the decay of a bottom quark. No significant excess of eventsis observed with respect to the standard model expectations. Assuming a strongpair-production mechanism, quark masses below 675 (625) GeV decaying into tW(tZ) are excluded at the 95% confidence level.

Photons produced in heavy ion collisions escape virtually unperturbed fromthe surrounding medium, thus representing an excellent probe of the conditionsat the emission point. Using the gauge/gravity duality, we calculate the rateof photon production in an anisotropic, strongly coupled N=4 plasma with Nf<

Four dimensional N=1 theories are engineered by compactifying six dimensional(2,0) theory on a Riemann surface with regular punctures. A generalizedHitchin's equation involving two Higgs fields is proposed as the BPS equationfor N=1 compactification. The puncture is interpreted as the singular boundarycondition of this equation, and regular puncture is shown to be labeled by anilpotent commuting pair. In this paper, we focus on a subset of regularpuncture which is described by rotating branes representing N=2 puncture. As anapplication, we show that the Seiberg duality of SU(N) SQCD with Nf=2N andcertain superpotential term is realized as different degeneration limits of thesame punctured Riemann surface, and also find four more dual theories.

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 consider the leading and subleading UV divergences for the four-pointon-shell scattering amplitudes in D=6,8,10 supersymmetric Yang-Mills theoriesin the planar limit. These theories belong to the class of maximallysupersymmetric gauge theories and presumably possess distinguished propertiesbeyond perturbation theory. In the previous works, we obtained the recursiverelations that allow one to get the leading and subleading divergences in allloops in a pure algebraic way. The all loop summation of the leadingdivergences is performed with the help of the differential equations which arethe generalization of the RG equations for non-renormalizable theories. Here wemainly focus on solving and analyzing these equations. We discuss theproperties of the obtained solutions and interpretation of the results.

The ATLAS and CMS collaborations recently reported a mild excess in thediphoton final state pointing to a resonance with a mass of around 750 GeV anda potentially large width. We consider the possibility of a scalar resonancebeing produced via gluon fusion and decaying to electroweak gauge bosons, jetsand pairs of invisible particles, stable at collider scales. We compute limitsfrom monojet searches on such a resonance and test their compatibility with therequirement for a large width. We also study whether the stable particle can bea a dark matter candidate and investigate the corresponding relic densityconstraints along with the collider limits. We show that monojet searches ruleout a large part of the available parameter space and point out scenarios wherea broad diphoton resonance can be reconciled with monojet constraints.

For extended $\mathcal{N}\leq 8$ supersymmetry we classify all possible gaugegroups for a scalar multiplet allowed by the algebras of global and localsupersymmetry in three dimensions. A detailed discussion of supersymmetryenhancement is included. For the corresponding topologically massive gravitywith negative cosmological constant the mass of the graviton is determinedalgebraically as a function of $\mathcal{N}$ and the possible gauge couplings.

We show that nonperturbative production of arbitrary spin fields from vacuumwill accompany the generation of non-vanishing macroscopic energy-momentumtensor correlators. This argument is based on the general causal fieldformalism, which gives a manifestly covariant description of higher spinparticles without any reference to gauge redundancy. Our findings are directconsequence of the Poincar\'e covariance and anlayticity of the Green'sfunctions and independent of any detailed particle physics model. Further, wediscuss the idea that any mechanism causing imbalance between the on-shellproduction of left- and right-handed fields leads to a helical structure in theenergy momentum correlators and violation of the macroscopic parity symmetry.We check our method for fields with spin $\frac{1}{2}$ and show that itcorrectly reproduces previous results. However, the formalism suffers frompathologies related to non-localities that appear for massless particles withspin $\geq 1$ in flat space. We discuss the origin of these pathologies and therelevance of our findings to cosmology.