Dessin d'Enfants on elliptic curves are a powerful way of encodingdoubly-periodic brane tilings, and thus, of four-dimensional supersymmetricgauge theories whose vacuum moduli space is toric, providing an interestinginterplay between physics, geometry, combinatorics and number theory. Wediscuss and provide a partial classification of the situation in genera otherthan one by computing explicit Belyi pairs associated to the gauge theories.Important also is the role of the Igusa and Shioda invariants that generalisethe elliptic $j$-invariant.

We investigate the phenomenology of the light charged and neutral scalars inInert Doublet Model at future $e^+ e^-$ colliders with center of mass energiesof 0.5 and 1 TeV, and integrated luminosity of 500~fb$^{-1}$. The analysiscovers two production processes, $e^{+}e^{-} \rightarrow H^{+}H^{-}$ and$e^{+}e^{-}\rightarrow AH$, and consists of signal selections, cross sectiondeterminations as well as dark matter mass measurements. Several benchmarkpoints are studied with focus on $H^{\pm} \rightarrow W^{\pm}H$ and $A\rightarrow ZH$ decays. It is concluded that the signal will be well observablein different final states allowing for mass determination of all new scalarswith statistical precision of the order of few hundred MeV.

In warped models that solve the hierarchy problem, there is generally nodynamical relation between the size of the fifth dimension and the scale ofelectroweak symmetry breaking (EWSB). The establishment of such a relation,without fine-tuning, requires that Casimir contributions to the radionpotential not exceed the energy density associated with EWSB. Here, we examinethe use of supersymmetry for controlling the Casimir energy density and makingquantum contributions calculable. We compute the effects of supersymmetrybreaking at the UV and IR boundaries of warped backgrounds, in the presence ofbrane localized kinetic terms. Various limits of supersymmetry breaking areexamined. We find that when supersymmetry is broken on the UV brane, vacuumcontributions to the radion potential can be controlled (as likely necessaryfor EWSB to govern the radion potential) via small soft masses as well as a"double volume suppression." Our formalism can also provide a setup for radionstabilization by bulk fields, when supersymmetry is broken on both the UV andthe IR branes.

The large hierarchy between the neutrino mass scale and that of the otherfermions seems to be unnatural from a theoretical point of view. Variousstrategies have been devised in order to generate naturally small values ofneutrino masses. One of these techniques is neutrino mass generation at theloop level which requires a mechanism, e.g., a symmetry, to forbid the lowerorder contributions. Here, we study in detail the conditions on this type ofsymmetries. We put special emphasis on the discrete Z_n symmetries as a simpleexample but our results can be also extended to more general groups. We findthat regardless of the details of the symmetry, in certain cases the existenceof a lower order contribution to neutrino masses can be determined by thetopology of the diagrams with a given number of loops. We discuss the leptonflavor violating rare decays as well as (g-2)_\mu in this class of models,which generically appear at the one loop level. Typically the imposed symmetryhas important implications for dark matter, with the possibility of stabilizingone or even multiple dark matter candidates.

The 2011 dataset of the CMS experiment, consisting of an integratedluminosity of 4.98 inverse femtobarns of pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV,enables expanded searches for direct electroweak pair production of charginosand neutralinos in supersymmetric models as well as their analogs in othermodels of new physics. Searches sensitive to such processes, with decays tofinal states that contain two or more leptons, are presented. Final states withthree leptons, with a same-sign lepton pair, and with an opposite-sign leptonpair in conjunction with two jets, are examined. No excesses above the standardmodel expectations are observed. The results are used in conjunction withprevious results on four-lepton final states to exclude a range of chargino andneutralino masses from approximately 200 to 500 GeV in the context of modelsthat assume large branching fractions of charginos and neutralinos to leptonsand vector bosons.

We reformulate Einstein's theory of gravity, isolating the conformal degreeof freedom in a covariant way. This is done by introducing a physical metricdefined in terms of an auxiliary metric and a scalar field appearing throughits first derivatives. The resulting equations of motion split into a tracelessequation obtained through variation with respect to the auxiliary metric and anadditional differential equation for the trace part. As a result the conformaldegree of freedom becomes dynamical even in the absence of matter. We show thatthis extra degree of freedom can mimic cold dark matter.

We consider the low-energy limit of the two-dimensional theory on k M2-branessuspended between a straight M5-brane and a curved M5-brane. We argue that itis described by an N=(2,2) supersymmetric gauge theory with no matter fieldsbut with a non-trivial twisted superpotential, and also by an N=(2,2)supersymmetric Landau-Ginzburg model, such that the (twisted) superpotentialsare determined by the shape of the M5-branes. We find particular cases realizeKazama-Suzuki models. Evidence is provided by the study of ground states,chiral rings, BPS spectra and S^2 partition functions of the systems.

In existing dark matter models with global symmetries the relic abundance ofdark matter is either equal to that of anti-dark matter (thermal WIMP), orvastly larger, with essentially no remaining anti-dark matter (asymmetric darkmatter). By exploring the consequences of a primordial asymmetry on the coupleddark matter and anti-dark matter Boltzmann equations we find large regions ofparameter space that interpolate between these two extremes. Interestingly,this new asymmetric WIMP framework can accommodate a wide range of dark mattermasses and annihilation cross sections. The present-day dark matter populationis typically asymmetric, but only weakly so, such that indirect signals of darkmatter annihilation are not completely suppressed. We apply our results toexisting models, noting that upcoming direct detection experiments willconstrain a large region of the relevant parameter space.

We perform a detailed analysis of the phenomenological properties of hiddenAbelian gauge bosons with a kinetic mixing with the ordinary photon within typeIIB flux compactifications. We study the interplay between moduli stabilisationand the Green-Schwarz mechanism that gives mass to the hidden photon payingparticular attention to the role of D-terms. We present two generic classes ofexplicit Calabi-Yau examples with an isotropic and an anisotropic shape of theextra dimensions showing how the last case turns out to be very promising tomake contact with current experiments. In fact, anisotropic compactificationslead naturally to a GeV-scale hidden photon ("dark forces" that can be searchedfor in beam dump experiments) for an intermediate string scale; or even to anmeV-scale hidden photon (which could lead to a "hidden CMB" and can be testedby light-shining-through-a-wall experiments) in the case of TeV-scale strings.

In principle, observables as for example the sphaleron rate or the tunnelingrate in a first-order phase transition are gauge-independent. However, inpractice a gauge dependence is introduced in explicit perturbative calculationsdue to the breakdown of the gradient expansion of the effective action in thesymmetric phase. We exemplify the situation using the effective potential ofthe Abelian Higgs model in the general renormalizable gauge. Still, we findthat the quantitative dependence on the gauge choice is small for gauges thatare consistent with the perturbative expansion.