The generic embedding of the $R+R^2$ higher curvature theory into old-minimalsupergravity leads to models with rich vacuum structure in addition to itswell-known inflationary properties. When the model enjoys an exact R-symmetry,there is an inflationary phase with a single supersymmetric Minkowski vacuum.This appears to be a special case of a more generic set-up, which in principlemay include R-symmetry violating terms which are still of pure supergravityorigin. By including the latter terms, we find new supersymmetry breaking vacuacompatible with single-field inflationary trajectories. We discuss explicitlytwo such models and we illustrate how the inflaton is driven towards thesupersymmetry breaking vacuum after the inflationary phase. In these models thegravitino mass is of the same order as the inflaton mass. Therefore, purehigher curvature supergravity may not only accommodate the proper inflatonfield, but it may also provide the appropriate hidden sector for supersymmetrybreaking after inflation has ended.

In this work we investigate medium modifications to the interference patternbetween initial and final state radiation. We compute single gluon productionoff a highly energetic parton that undergoes a hard scattering and subsequentlycrosses a dense QCD medium of finite size. We extend our previous studiesobtained at first order in opacity by providing general results for multiplesoft scatterings and their specific formulation within the harmonic oscillatorapproximation. We show that there is a gradual onset of decoherence between theinitial and final state radiation due to multiple scatterings, that opens thephase space for large angle emissions. By examining the multiplicity ofproduced gluons, we observe a potentially large double logarithmic enhancementfor dense media and small opening angles. This result points to a possiblemodification of the evolution equations due to a QCD medium of finite size. Webriefly comment on the phenomenological consequences of this setup inhigh-energy nuclear collisions.

We analyze the semileptonic $B\to K_2^*(1430)l^+l^-$ transition in universalextra dimension model. In particular, we present the sensitivity of relatedobservables such as branching ratio, polarization distribution andforward-backward asymmetry to the compactification factor (1/R) of extradimension. The obtained results from extra dimension model show overall aconsiderable deviation from the standard model predictions for small values ofthe compactification factor. This can be considered as an indication forexistence of extra dimensions.

We examine the Regge (high energy) limit of 4-point scattering in both QCDand gravity, using recently developed techniques to systematically compute allcorrections up to next-to-leading power in the exchanged momentum i.e. beyondthe eikonal approximation. We consider the situation of two scalar particles ofarbitrary mass, thus generalising previous calculations in the literature. InQCD, our calculation describes power-suppressed corrections to the Reggeisationof the gluon. In gravity, we confirm a previous conjecture that next-to-softcorrections correspond to two independent deflection angles for the incomingparticles. Our calculations in QCD and gravity are consistent with thewell-known double copy relating amplitudes in the two theories.

General Majorana neutrino mass matrix is complex symmetric and for threegenerations of neutrinos it contains 12 real parameters. We diagonalize thisgeneral neutrino mass matrix and express the three neutrino masses, threemixing angles, one Dirac CP phase and two Majorana phases (removing threeunphysical phases) in terms of the neutrino mass matrix elements. We apply theresults in the context of a neutrino mass matrix derived from a broken cyclicsymmetry invoking type-I seesaw mechanism. Phenomenological study of the abovemass matrix allows enough parameter space to satisfy the neutrino oscillationdata with only 10% breaking of this symmetry. In this model only normal masshierarchy is allowed. In addition, the Dirac CP phase and the Majorana phasesare numerically estimated. $\Sigma m_i$ and $|m_{\nu_{ee}}|$ are alsocalculated.

We study a model with a real scalar Higgs field and a scalar triplet fieldthat allows existence of a topological defect -- a domain wall. The wall breaksthe global $O(3)$ symmetry of the model, which gives rise to non-Abelianorientational degrees of freedom. We found an exact analytic solution thatdescribes a domain wall with a localized configuration of the triplet field onit. This solution enables one to calculate contributions to the action from theorientational and translational degrees of freedom of the triplet field. Wealso study the linear stability of the domain wall with the triplet fieldswitched off. We obtain that degrees of freedom localized on the wall canappear or do not appear depending on the parameters of the model.

In earlier work with N. Seiberg, we explored connections between monopoleoperators, the Coulomb branch modulus, and vortices for 3d, N=2 supersymmetric,$U(1)_k$ Chern-Simons matter theories. We here extend the monopole / vortexmatching analysis, to theories with general matter electric charges. We verify,for general matter content, that the spin and other quantum numbers of thechiral monopole operators match those of corresponding BPS vortex states, atthe top and bottom of the tower associated with quantizing the vortices'Fermion zero modes. There are associated subtleties from non-normalizable Fermizero modes, which contribute non-trivially to the BPS vortex spectrum andmonopole operator matching; a proposed interpretation is further discussedhere.

We consider finite deformations of the p+2-dimensional Schwarzschild geometrywhich obey the vacuum Einstein equation, preserve the mean curvature andinduced conformal metric on a sphere a distance $\lambda$ from the horizon andare regular on the future horizon. We show perturbatively that in the limit$\lambda$ approaches 0 the deformations are given by solutions of the nonlinearincompressible Navier-Stokes equation on the p-sphere. This relation provides alink between global existence for p-dimensional incompressible Navier-Stokesfluids and a novel form of cosmic censorship in p+2-dimensional generalrelativity.

We extend the coupling to the topological backgrounds, recently worked outfor the 2-dimensional BF-model, to the most general Poisson sigma models. Thecoupling involves the choice of a Casimir function on the target manifold andmodifies the BRST transformations. This in turn induces a change in the BRSTcohomology of the resulting theory. The observables of the coupled theory areanalyzed and their geometrical interpretation is given. We finally couple thetheory to 2-dimensional topological gravity: this is the first step to study atopological string theory in propagation on a Poisson manifold. As anapplication, we show that the gauge-fixed vectorial supersymmetry of thePoisson sigma models has a natural explanation in terms of the theory coupledto topological gravity.

We study the Delta^{++} contributions to elastic and radiative \pi^+pscattering within an effective Lagrangian model which incorporates the Delta,N, rho and sigma meson degrees of freedom. This model provides a description ofthe Delta resonance and its interactions that respects electromagnetic gaugeinvariance and invariance under contact transformations when finite widtheffects are incorporated. Following recent developments in the description ofunstable gauge bosons, we use a complex mass scheme to introduce the finitewidth of the Delta^{++} without spoiling gauge invariance. The total crosssection of elastic \pi^+p scattering, whose amplitude exhibits the resonantplus background structure of S-matrix theory, is used to fix the mass, widthand strong coupling of the \Delta resonance. The differential cross section ofelastic scattering is found in very good agreement with experimental data. Themagnetic dipole moment of the Delta^{++}, \mu_{Delta}, is left as the onlyadjustable parameter in radiative \pi^+p scattering. From a fit to the mostsensitive configurations for photon emission in this process, we obtain\mu_{\Delta} = (6.14 +-0.51)e/2m_p, in agreement with predictions based on theSU(6) quark model.