Assuming that mass scales arise in nature only via dimensional transmutation,we extend the dimension-less Standard Model by adding vector-like fermionscharged under a new strong gauge interaction. Their non-perturbative dynamicsgenerates a mass scale that is transmitted to the elementary Higgs boson byelectro-weak gauge interactions. In its minimal version the model has the samenumber of parameters as the Standard Model, predicts that the electro-weaksymmetry gets broken, predicts new-physics in the multi-TeV region and iscompatible with all existing bounds, provides two Dark Matter candidates stablethanks to accidental symmetries: a composite scalar in the adjoint of SU(2)_Land a composite singlet fermion; their thermal relic abundance is predicted tobe comparable to the measured cosmological DM abundance. Some models of thistype allow for extra Yukawa couplings; DM candidates remain even if explicitmasses are added.

We propose a simplified model of dark matter with a scalar mediator toaccommodate the di-photon excess recently observed by the ATLAS and CMScollaborations. Decays of the resonance into dark matter can easily account fora relatively large width of the scalar resonance, while the magnitude of thetotal width combined with the constraint on dark matter relic density lead tosharp predictions on the parameters of the Dark Sector. Under the assumption ofa rather large width, the model predicts a signal consistent with ~300 GeV darkmatter particle in channels with large missing energy. This prediction is notyet severely bounded by LHC Run I searches and will be accessible at the LHCRun II in the jet plus missing energy channel with more luminosity. Ouranalysis also considers astrophysical constraints, pointing out that futuredirect detection experiments will be sensitive to this scenario.

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 probe D1D5 micro-state geometries with massless particles, waves andstrings. To this end, we study geodetic motion, Klein-Gordon equation andstring scattering in the resulting gravitational background. Due to the reducedrotational symmetry, even in the simple case of a circular fuzzball, the systemcannot be integrated elementarily. Yet, for motion in the plane of the stringprofile or in the orthogonal plane to it, one can compute the deflection angleor the phase shift and identify the critical impact parameter, at which even amassless probe is captured by the fuzzball if its internal momentum is properlytuned. We find agreement among the three approaches, thus giving furthersupport to the fuzzball proposal at the dynamical level.

We derive constraints on the operator product expansion of two stress tensorsin conformal field theories (CFTs), both generic and holographic. We point outthat in large $N$ CFTs with a large gap to single-trace higher spin operators,the stress tensor sector is not only universal, but isolated: that is, $\langleTT{\cal O}\rangle=0$, where ${\cal O}\neq T$ is a single-trace primary. We showthat this follows from a suppression of $\langle TT{\cal O}\rangle$ by powersof the higher spin gap, $\Delta_{\rm gap}$, dual to the bulk mass scale ofhigher spin particles, and explain why $\langle TT{\cal O}\rangle$ is a moresensitive probe of $\Delta_{\rm gap}$ than $a-c$ in 4d CFTs. This resultimplies that, on the level of cubic couplings, the existence of a consistenttruncation to Einstein gravity is a direct consequence of the absence of higherspins. By proving similar behavior for other couplings $\langle T{\calO}_1{\cal O}_2\rangle$ where ${\cal O}_i$ have spin $s_i\leq 2$, we are led topropose that $1/\Delta_{\rm gap}$ is the CFT "dual" of an AdS derivative in aclassical action. These results are derived by imposing unitarity on mixedsystems of spinning four-point functions in the Regge limit. Using the samemethod, but without imposing a large gap, we derive new inequalities on thesethree-point couplings that are valid in any CFT. These are generalizations ofthe Hofman-Maldacena conformal collider bounds. By combining the collider boundon $TT$ couplings to spin-2 operators with analyticity properties of CFT data,we argue that all three tensor structures of $\langle TTT\rangle$ in thefree-field basis are nonzero in interacting CFTs.

We initiate a systematic method to calculate both the finite volume energylevels and form factors from the momentum space finite volume two-pointfunction. By expanding the two point function in the volume we extracted theleading exponential volume correction both to the energy of a moving particlestate and to the simplest non-diagonal form factor. The form factor correctionsare given in terms of a regularized infinite volume 3-particle form factor andterms related to the L\"usher correction of the momentum quantization. Wetested these results against second order Lagrangian and Hamiltonianperturbation theory in the sinh-Gordon theory and we obtained perfectagreement.