The inclusive cross-section for the associated production of a $W$ boson andtop quark is measured using data from proton-proton collisions at$\sqrt{s}={13}$ TeV. The dataset corresponds to an integrated luminosity of 3.2fb$^{-1}$, and was collected in 2015 by the ATLAS detector at the Large HadronCollider at CERN. Events are selected requiring two opposite sign isolatedleptons and at least one jet; they are separated into signal and controlregions based on their jet multiplicity and the number of jets that areidentified as containing $b$ hadrons. The $Wt$ signal is then separated fromthe $t\bar{t}$ background using boosted decision tree discriminants in tworegions. The cross-section is extracted by fitting templates to the datadistributions, and is measured to be $94 \pm 10$ (stat.)$^{+28}_{-22}$ (syst.)$\pm 2$ (lumi.) pb. The measurement is in agreement with the Standard Modelprediction of $\sigma_{\mathrm{theory}} = 71.7 \pm 1.8\,(\mathrm{scale})\,\pm3.4\,(\mathrm{PDF})\,\mathrm{pb}$.

A search for dark matter and unparticle production at the LHC has beenperformed using events containing two charged leptons (electrons or muons),consistent with the decay of a Z boson, and large missing transverse momentum.This study is based on data collected with the CMS detector in 2015,corresponding to an integrated luminosity of 2.3 inverse femtobarns ofproton-proton collisions at the LHC, at a center-of-mass energy of 13 TeV. Noexcess over the standard model expectation is observed. Compared to previoussearches in this topology, which exclusively relied on effective fieldtheories, the results are interpreted in terms of a simplified model of darkmatter production for both vector and axial vector couplings between a mediatorand dark matter particles. The first study of this class of models using CMSdata at sqrt(s) = 13 TeV is presented. Additionally, effective field theoriesof dark matter and unparticle production are used to interpret the data.

We numerically calculate entanglement entropy and mutual information for amassive free scalar field on commutative (ordinary) and noncommutative (fuzzy)spheres. We regularize the theory on the commutative geometry by discretizingthe polar coordinate, whereas the theory on the noncommutative geometrynaturally posseses a finite and adjustable number of degrees of freedom. Ourresults show that the UV-divergent part of the entanglement entropy on a fuzzysphere does not follow an area law, while the entanglement entropy on acommutative sphere does. Nonetheless, we find that mutual information (which isUV-finite) is the same in both theories. This suggests that nonlocality atshort distances does not affect quantum correlations over large distances in afree field theory.

In Two-Higgs-Doublet models, the conditions for CP violation can be expressedin terms of invariants under U(2) rotations among the two SU(2) Higgs doubletfields. In order to design a strategy for measuring the invariants we expressthem in terms of observables, i.e., masses and couplings of scalar bosons. Wefind amplitudes directly sensitive to the invariants. Observation of theStandard-Model-like Higgs boson at the LHC severely constrains the models. Inparticular, in the model with Z_2 symmetry imposed on dimension-4 terms (inorder to eliminate tree-level flavour-changing neutral currents), CP violationis strongly suppressed. On the other hand, the most general Two-Higgs-Doubletmodel (without Z_2 symmetry) would still allow for CP violation to be presentin the model, without being in conflict with the LHC data. Consequently, alsoflavour-changing neutral currents would in general be expected. We brieflysketch a strategy for measuring the remaining CP violation.

We study gauge and gravity backreaction in a holographic model of quantumquench across a superfluid critical transition. The model involves a complexscalar field coupled to a gauge and gravity field in the bulk. In earlier work(arXiv:1211.1776) the scalar field had a strong self-coupling, in which casethe backreaction on both the metric and the gauge field can be ignored. In thisapproximation, it was shown that when a time dependent source for the orderparameter drives the system across the critical point at a rate slow comparedto the initial gap, the dynamics in the critical region is dominated by a zeromode of the bulk scalar, leading to a Kibble-Zurek type scaling function. Weshow that this mechanism for emergence of scaling behavior continues to holdwithout any self-coupling in the presence of backreaction of gauge field andgravity. Even though there are no zero modes for the metric and the gaugefield, the scalar dynamics induces adiabaticity breakdown leading to scaling.This yields scaling behavior for the time dependence of the charge density andenergy momentum tensor.

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.

Many four-dimensional supersymmetric compactifications of F-theory containgauge groups that cannot be spontaneously broken through geometricdeformations. These "non-Higgsable clusters" include realizations of $SU(3)$,$SU(2)$, and $SU(3) \times SU(2)$, but no $SU(n)$ gauge groups or factors with$n> 3$. We study possible realizations of the standard model in F-theory thatutilize non-Higgsable clusters containing $SU(3)$ factors and show that thereare three distinct possibilities. In one, fields with the non-abelian gaugecharges of the standard model matter fields are localized at a single locuswhere non-perturbative $SU(3)$ and $SU(2)$ seven-branes intersect; cancellationof gauge anomalies implies that the simplest four-dimensional chiral$SU(3)\times SU(2)\times U(1)$ model that may arise in this context exhibitsstandard model families. We identify specific geometries that realizenon-Higgsable $SU(3)$ and $SU(3) \times SU(2)$ sectors. This kind of scenarioprovides a natural mechanism that could explain the existence of an unbrokenQCD sector, or more generally the appearance of light particles and symmetriesat low energy scales.

We study radiation of supersymmetric particles from an Aharonov-Bohm stringassociated with a discrete R-symmetry. Radiation of the lightest supersymmetricparticle, when combined with the observed dark matter density, imposesconstraints on the string tension or the freeze-out temperature of theparticle. We also calculate the amplitude for Aharonov-Bohm radiation ofmassive spin $3/2$ particles.

We obtain a sequence of alternative representations for the partitionfunction of pure SU(N) or U(N) lattice gauge theory with the Wilson plaquetteaction, using the method of Hubbard-Stratonovich transformations. Inparticular, we are able to integrate out all the link variables exactly, andrecast the partition function of lattice gauge theory as a Gaussian integralover auxiliary fields.

We consider the reaction (gamma p) to (pi+ pi- p) at high energies. Ourdescription includes dipion production via the resonances rho, omega, rho-primeand f2, and via non-resonant mechanisms. The calculation is based on a model ofhigh energy scattering with the exchanges of photon, pomeron, odderon andreggeons. The pomeron and the C=+1 reggeons are described as effective tensorexchanges, the odderon and the C=-1 reggeons as effective vector exchanges. Weobtain a gauge-invariant version of the Drell-Soeding mechanism which producesthe skewing of the rho-meson shape. Starting from the explicit formulae for thematrix element for dipion production we construct an event generator whichcomprises all contributions mentioned above and includes all interferenceterms. We give examples of total and differential cross sections and discussasymmetries which are due to interference of C=+1 and C=-1 exchangecontributions. These asymmetries can be used to search for odderon effects. Ourmodel is intended to provide all necessary theoretical tools for a detailedexperimental analysis of elastic dipion production for which data exist fromfixed target experiments, from HERA, and are now being collected by LHCexperiments.