We study a simple five-dimensional extension of the Standard Model,compactified on a flat line segment in which there propagate Higgs and gaugebosons of the Standard Model. We impose a Dirichlet boundary condition on theHiggs field to realize its vacuum expectation value. Since a flatNambu-Goldstone zero-mode of the bulk Higgs is eliminated by the Dirichletboundary condition, a superposition of the Higgs Kaluza-Klein modes play therole of the Nambu-Goldstone boson except at the boundaries. We discussphenomenology of our model at the LHC, namely the top Yukawa deviation and theproduction and decay of the physical Higgs field, as well as the constraintsfrom the electroweak precision measurements.

We propose a 1+1 dimensional CFT dual structure for quantum gravity andmatter on the extended 2+1 dimensional BTZ black hole, realized as a quotientof the Poincare patch of AdS$_3$. The quotient spacetime includes regionsbeyond the singularity, "whiskers", containing timelike and lightlike closedcurves, which at first sight seem unphysical. The spacetime includes the usualAdS-asymptotic boundaries outside the horizons as well as boundary componentsinside the whiskers. We show that local boundary correlators with someendpoints in the whisker regions: (i) are a protected class of amplitudes,dominated by effective field theory even when the associated Witten diagramsappear to traverse the singularity, (ii) describe well-defineddiffeomorphism-invariant quantum gravity amplitudes in BTZ, (iii) sharply probesome of the physics inside the horizon but outside the singularity, and (iv)are equivalent to correlators of specific non-local CFT operators in thestandard thermofield entangled state of two CFTs. In this sense, the whiskerregions can be considered as purely auxiliary spacetimes in which these usefulnon-local CFT correlators can be rendered as local boundary correlators, andtheir diagnostic value more readily understood. Our results follow by firstperforming a novel reanalysis of the Rindler view of standard AdS/CFT dualityon the Poincare patch of AdS, followed by exploiting the simple quotientstructure of BTZ which turns the Rindler horizon into the BTZ black holehorizon. While most of our checks are within gravitational effective fieldtheory, we arrive at a fully non-perturbative CFT proposal to probe theUV-sensitive approach to the singularity.

We present an inverse scattering construction in STU supergravity of thetwo-charge single-rotation JMaRT fuzzball. The key element in our constructionis the fact that with appropriate changes in the parameters, the JMaRT fuzzballcan be smoothly connected to the Myers-Perry instanton.

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 show that a class of Einstein-Maxwell-Dilaton (EMD) theories are relatedto higher dimensional AdS-Maxwell gravity via a dimensional reduction overcompact Einstein spaces combined with continuation in the dimension of thecompact space to non-integral values (`generalized dimensional reduction').This relates (fairly complicated) black hole solutions of EMD theories tosimple black hole/brane solutions of AdS-Maxwell gravity and explains theirproperties. The generalized dimensional reduction is used to infer theholographic dictionary and the hydrodynamic behavior for this class of theoriesfrom those of AdS. As a specific example, we analyze the case of a black branecarrying a wave whose universal sector is described by gravity coupled to aMaxwell field and two neutral scalars. At thermal equilibrium and finitechemical potential the two operators dual to the bulk scalar fields acquireexpectation values characterizing the breaking of conformal and generalizedconformal invariance. We compute holographically the first order transportcoefficients (conductivity, shear and bulk viscosity) for this system.

In this article we study the conditions under which holographic metallicstates display Friedel oscillations. We focus on systems where the bulk chargedensity is not hidden behind a black hole horizon. Understanding holographicFriedel oscillations gives a clean way to characterize the boundary system,complementary to probe fermion calculations. We find that fermions in a "hardwall" AdS geometry unambiguously display Friedel oscillations. However, similaroscillations are washed out for electron stars, suggesting a smeared continuumof Fermi surfaces.

We analytically calculate properties of a strongly coupled stripedsuperconductor, with the charge density wave sourced by a modulated chemicalpotential, in the large modulation wavenumber Q limit. In the absence of ahomogeneous term in the chemical potential, we show that the criticaltemperature scales as a negative power of Q for scaling dimensions \Delta <3/2, whereas for \Delta > 3/2, there is no phase transition above a certaincritical value of Q. The condensate is found to scale as a positive power of Qsuch that the gap is proportional to Q. We discuss how these results change ifa homogeneous term is added to the chemical potential. We compare our analyticresults with numerical calculations whenever the latter are available and findgood agreement.

Driven by the landscape of garden-variety condensed matter systems, we haveinvestigated how the dual spectral function behaves at the non-relativistic aswell as relativistic fermionic fixed point by considering the probe Diracfermion in an extremal charged dilatonic black hole with zero entropy. Althoughthe pattern for both of the appearance of flat band and emergence of Fermisurface is qualitatively similar to that given by the probe fermion in theextremal Reissner-Nordstrom AdS black hole, we find a distinctly different lowenergy behavior around the Fermi surface, which can be traced back to thedifferent near horizon geometry. In particular, with the peculiar near horizongeometry of our extremal charged dilatonic black hole, the low energy behaviorexhibits the universal linear dispersion relation and scaling property, wherethe former indicates that the dual liquid is a Fermi one while the latterimplies that the dual liquid is not exactly of Landau Fermi type.

We provide an explicit example of how the string winding modes can beincorporated in double field theory. Our guiding case is the closed bosonicstring compactified on a circle of radius close to the self-dual point, wheresome modes with non-zero winding or discrete momentum number become masslessand enhance the $U(1) \times U(1)$ symmetry to $SU(2) \times SU(2)$. We computethree-point string scattering amplitudes of massless and slightly massivestates, and extract the corresponding effective low energy gauge field theory.The enhanced gauge symmetry at the self-dual point and the Higgs-like mechanismarising when changing the compactification radius are examined in detail. Theextra massless fields associated to the enhancement are incorporated into ageneralized frame with $\frac{O(d+3,d+3)}{O(d+3)\times O(d+3)}$ structure,where $d$ is the number of non-compact dimensions. We devise a consistentdouble field theory action that reproduces the low energy string effectiveaction with enhanced gauge symmetry. The construction requires a trulynon-geometric frame which explicitly depends on both the compact coordinatealong the circle and its dual.

The recursive method of Berends and Giele to compute tree-level gluonamplitudes is revisited using the framework of ten-dimensional superYang-Mills. First we prove that the pure spinor formula to compute SYM treeamplitudes derived in 2010 reduces to the standard Berends-Giele formula fromthe 80s when restricted to gluon amplitudes and additionally determine thefermionic completion. Second, using BRST cohomology manipulations insuperspace, alternative representations of the component amplitudes areexplored and the Bern-Carrasco-Johansson relations among partial treeamplitudes are derived in a novel way. Finally, it is shown how thesupersymmetric components of manifestly local BCJ-satisfying tree-levelnumerators can be computed in a recursive fashion.