We present the building blocks that can be combined to produce tree-levelS-matrix elements of a variety of theories with various spins mixed inarbitrary dimensions. The new formulas for the scattering of $n$ masslessparticles are given by integrals over the positions of $n$ points on a sphererestricted to satisfy the scattering equations. As applications, we obtain allsingle-trace amplitudes in Einstein--Yang--Mills (EYM) theory, andgeneralizations to include scalars. Also in EYM but extended by a B-field and adilaton, we present all double-trace gluon amplitudes. The building blocks aremade of Pfaffians and Parke--Taylor-like factors of subsets of particle labels.

Hydrodynamical noise is introduced on top of Gubser's analytical solution toviscous hydrodynamics. With respect to the ultra-central collision events ofPb-Pb, p-Pb and p-p at the LHC energies, we solve the evolution of noisy fluidsystems and calculate the radial flow velocity correlations. We show that theabsolute amplitude of the hydrodynamical noise is determined by themultiplicity of the collision event. The evolution of azimuthal anisotropies,which is related to the generation of harmonic flow, receives finiteenhancements from hydrodynamical noise. Although it is strongest in the p-psystems, the effect of hydrodynamical noise on flow harmonics is found to benegligible, especially in the ultra-central Pb-Pb collisions. For theshort-range correlations, hydrodynamical noise contributes to the formation ofa near-side peak on top of the correlation structure originated from initialstate fluctuations. The shape of the peak is affected by the strength ofhydrodynamical noise, whose height and width grow from the Pb-Pb system to thep-Pb and p-p systems.

We describe and test a nonperturbatively improved single-plaquette latticeaction for 4-d SU(2) and SU(3) pure gauge theory, which suppresses largefluctuations of the plaquette, without requiring the naive continuum limit forsmooth fields. We tune the action parameters based on torelon masses inmoderate cubic physical volumes, and investigate the size of cut-off effects inother physical quantities, including torelon masses in asymmetric spatialvolumes, the static quark potential, and gradient flow observables. In 2-d O(N)models similarly constructed nearest-neighbor actions have led to a drasticreduction of cut-off effects, down to the permille level, in a wide variety ofphysical quantities. In the gauge theories, we find significant reduction oflattice artifacts, and for some observables, the coarsest lattice result isvery close to the continuum value. We estimate an improvement factor of 40compared to using the Wilson gauge action to achieve the same statisticalaccuracy and suppression of cut-off effects. The simplicity of the gauge actionmakes it amenable for dynamical fermion simulations.

The simplest extension of the SM that generally introduces new sources offlavour and CP violation as well as right-handed currents is the addition of aU(1) gauge symmetry to the SM gauge group. If the corresponding heavy gaugeboson Z' mediates FCNC processes in the quark sector at tree-level, these newphysics contributions imply a pattern of deviations from SM expectations forFCNC processes depending only on Z' couplings to fermions and on its mass. Thisimplies stringent correlations between Delta F=2 and Delta F=1 observableswhich govern the landscape of the allowed parameter space for Z'-models.Anticipating the Flavour Precision Era (FPE) ahead of us we illustrate this bysearching for allowed oases in this landscape assuming significantly smalleruncertainties in CKM and hadronic parameters than presently available. To thisend we analyze Delta F=2 observables in K^0-bar K^0 and B^0_{s,d}-bar B^0_{s,d}systems and rare K and B decays including both left-handed and right-handedZ'-couplings to quarks in various combinations. We identify a number ofcorrelations between various flavour observables that could test anddistinguish these different Z' scenarios. The important role of b->s l^+ l^-and b->s nu bar nu transitions in these studies is emphasized. Imposing theexisting flavour constraints, a rich pattern of deviations from the SMexpectations in B_{s,d} and K meson systems emerges provided M_Z'<3 TeV. Whilefor M_Z'>5 TeV Z' effects in rare B_{s,d} decays are found typically below 10%and hard to measure even in the FPE, K->pi nu bar nu and K_L-> pi^0 l^+ l^-decays provide an important portal to scales beyond those explored by the LHC.We apply our formalism to NP scenarios with induced flavour changing neutralZ-couplings to quarks. We find that in the case of B_d and K decays, but notB_s decays, such Z-couplings still allow for sizable departures from the SM.

We study supersymmetric intersections of NS5-, D6- and D8-branes in type IIAstring theory. We focus on the supergravity description of this system andidentify a "near horizon" limit in which we recover the recently classifiedsupersymmetric seven-dimensional AdS solutions of massive type IIAsupergravity. Using a consistent truncation to seven-dimensional gaugedsupergravity we construct a universal supersymmetric deformation of these AdSvacua. In the holographic dual six-dimensional (1,0) superconformal fieldtheory this deformation describes a universal RG flow on the tensor branch ofthe vacuum moduli space triggered by a vacuum expectation value for a protectedscalar operator of dimension four.

A search for exclusive or quasi-exclusive W(+)W(-) production byphoton-photon interactions, pp to p(*)W(+)W(-)p(*), at sqrt(s) = 7 TeV isreported using data collected by the CMS detector with an integrated luminosityof 5.05 inverse femtobarns. Events are selected by requiring a mu(+/-)e(-/+)vertex with no additional associated charged tracks and dilepton transversemomentum pt(mu(+/-)e(-/+)) > 30 GeV. Two events passing all selectionrequirements are observed in the data, compared to a standard model expectationof 2.2 +/- 0.4 signal events with 0.84 +/- 0.15 background. The tail of thedilepton pt distribution is studied for deviations from the standard model. Noevents are observed with pt > 100 GeV. Model-independent upper limits arecomputed and compared to predictions involving anomalous quartic gaugecouplings. The limits on the parameters a[W,(0,C)]/Lambda^2 with a dipole formfactor and an energy cutoff Lambda(cutoff) = 500 GeV are of the order of 10E-4.

Models, where neutrino mass originates from physics at the TeV scale andwhich are potentially testable at the LHC, need additional suppressionmechanisms to describe the smallness of neutrino masses. We consider models inwhich neutrino mass is generated from the d=7 operator $L L H_u H_u H_d H_u$ inthe context of SUSY-GUTs containing an SU(5) subgroup, here the d=5 Weinbergoperator can be forbidden by a discrete symmetry. That is, we identify theembeddings in GUT multiplets and their consequences for phenomenology andrenormalization group evolution. We use a specific example to exemplify thechallenges. In this case, additional heavy d-quarks are predicted, which areconstrained by cosmology, in particular, by big bang nucleosynthesis and directsearches for heavy nuclei. We show that in the NMSSM extension of the model,the discrete symmetry needs to be broken, which can be the origin of deviationsfrom tri-bimaximal mixings. Finally we demonstrate that our example is the onlytree level decomposition which is consistent with perturbativity up to the GUTscale and neutrino mass generation by a leading d=7 contribution.

We analyze a holographic model with a pure gauge and a mixedgauge-gravitational Chern-Simons term in the action. These are the holographicimplementations of the usual chiral and the mixed gauge-gravitational anomaliesin four dimensional field theories with chiral fermions. We discuss theholographic renormalization and show that the gauge-gravitational Chern-Simonsterm does not induce new divergences. In order to cancel contributions from theextrinsic curvature at a boundary at finite distance a new type of countertermhas to be added however. This counterterm can also serve to make the Dirichletproblem well defined in case the gauge field strength vanishes on the boundary.A charged asymptotically AdS black hole is a solution to the theory and as anapplication we compute the chiral magnetic and chiral vortical conductivitiesvia Kubo formulas. We find that the characteristic term proportional to T^2 ispresent also at strong coupling and that its numerical value is notrenormalized compared to the weak coupling result.

We study the prospects of observing the non-resonant di-Higgs pair productionin the Standard Model (SM) at the high luminosity run of the 14 TeV LHC(HL-LHC), upon combining multiple final states chosen on the basis of theiryield and cleanliness. In particular, we consider the $b\bar{b}\gamma \gamma,b\bar{b} \tau^+ \tau^-, b\bar{b} WW^*, WW^*\gamma \gamma$ and $4W$ channelsmostly focusing on final states with photons and/or leptons and study 11 finalstates. We employ multivariate analyses to optimise the discrimination betweensignal and backgrounds and find it performing better than simple cut-basedanalyses. The various differential distributions for the Higgs pair productionhave non-trivial dependencies on the Higgs self-coupling ($\lambda_{hhh}$). Wethus explore the implications of varying $\lambda_{hhh}$ for the most sensitivesearch channel for the double Higgs production, \textit{viz.},$b\bar{b}\gamma\gamma$. The number of signal events originating from SMdi-Higgs production in each final state is small and for this reasonmeasurement of differential distributions may not be possible. Furthermore, weconsider various physics beyond the standard model scenarios to quantify theeffects of contamination while trying to measure the SM di-Higgs signals indetail. In particular, we study generic resonant heavy Higgs decays to a pairof SM-like Higgs bosons or to a pair of top quarks, heavy pseudoscalar decayingto an SM-like Higgs and a $Z$-boson, charged Higgs production in associationwith a top and a bottom quark and also various well-motivated supersymmetricchannels. We set limits on the cross-sections for the aforementioned newphysics scenarios, above which these can be seen as excesses over the SMbackground and affect the measurement of Higgs quartic coupling. We alsodiscuss the correlations among various channels which can be useful to identifythe new physics model.

I present a model addressing coherently the naturalness problem of theelectroweak scale and the observed pattern of deviations from the StandardModel in semi-leptonic decays of $B$ mesons. The Higgs and the two scalarleptoquarks responsible for the $B$-physics anomalies, $S_1 = ({\bf \bar 3},{\bf 1}, 1/3)$ and $S_3 = ({\bf \bar 3}, {\bf 3}, 1/3)$, arise as pseudoNambu-Goldstone bosons of a new strongly coupled sector at the multi-TeV scale.I focus on an explicit realization of such a dynamics in terms of a newstrongly coupled gauge interaction and extra vectorlike fermions charged underit. The model presents a very rich phenomenology, ranging from flavourobservables, Higgs and electroweak precision measurements, and direct searchesof new states at the LHC.