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 consider the dark matter model with radiative neutrino mass generationwhere the Standard Model is extended with three right-handed singlet neutrinos($N_1$, $N_2$ and $N_3$) and one additional SU(2)$_L$ doublet scalar $\eta$.One of the right-handed neutrinos ($N_1$), being lightest among them, is aleptophilic fermionic dark matter candidate whose stability is ensured by theimposed $\mathbb{Z}_2$ symmetry on this model. The second lightest right-handedneutrino ($N_2$) is assumed to be nearly degenerated with the lightest oneenhancing the co-annihilation between them. The effective interaction termamong the lightest, second lightest right-handed neutrinos and photoncontaining transition magnetic moment is responsible for the decay of heavierright-handed neutrino to the lightest one and a photon ($N_2\to N_1 + \gamma$).This radiative decay of heavier right-handed neutrino %to the the lightest onewith charged scalar and leptons in internal lines could explain the X-ray linesignal $\sim$ $3.5$ keV recently claimed by XMM-Newton X-ray observatory fromdifferent galaxy clusters and Andromeda galaxy (M31). The value of thetransition magnetic moment is computed and found to be several orders ofmagnitude below the current reach of various direct dark matter searches. Theother parameter space in this framework in the light of the observed signal isfurther investigated.

We investigate radiation-reaction effects for a charged scalar particleaccelerated by an external potential realized as a space-dependent mass term inquantum electrodynamics. In particular, we calculate the position shift of thefinal-state wave packet of the charged particle due to radiation at lowestorder in the fine structure constant alpha and in the small h-barapproximation. We show that it disagrees with the result obtained using theLorentz-Dirac formula for the radiation-reaction force, and that it agrees withthe classical theory if one assumes that the particle loses its energy toradiation at each moment of time according to the Larmor formula in the staticframe of the potential. However, the discrepancy is much smaller than theCompton wavelength of the particle. We also point out that the electromagneticcorrection to the potential has no classical limit. (Correction. Surface termswere erroneously discarded to arrive at Eq. (59). By correcting this error wefind that the position shift according to the Lorentz-Dirac theory obtainedfrom Eq. (12) is reproduced by quantum field theory in the hbar -> 0 limit. Wealso find that the small V(z) approximation is unnecessary for this agreement.See Sec. VII.)

We define the entropy S and uncertainty function of a squeezed systeminteracting with a thermal bath, and study how they change in time by followingthe evolution of the reduced density matrix in the influence functionalformalism. As examples, we calculate the entropy of two exactly solvablesqueezed systems: an inverted harmonic oscillator and a scalar field modeevolving in an inflationary universe. For the inverted oscillator with weakcoupling to the bath, at both high and low temperatures, $S\to r $, where r isthe squeeze parameter. In the de Sitter case, at high temperatures, $S\to(1-c)r$ where $c = \gamma_0/H$, $\gamma_0$ being the coupling to the bath and Hthe Hubble constant. These three cases confirm previous results based on moread hoc prescriptions for calculating entropy. But at low temperatures, the deSitter entropy $S\to (1/2-c)r$ is noticeably different. This result, obtainedfrom a more rigorous approach, shows that factors usually ignored by theconventional approaches, i.e., the nature of the environment and the couplingstrength betwen the system and the environment, are important.

To generate the minimal neutrino Majorana mass matrix that has a free solarmixing angle and Delta m_sol^2 = 0 it suffices to implement an O(2) symmetry,or one of its subgroups SO(2), Z_N (N>2), or D_N (N>2). This O(2) generalizesthe hidden Z_2^s of lepton mixing and leads in addition automatically to mu-tausymmetry. Flavor-democratic perturbations, as expected e.g. from the Planckscale, then result in tri-bimaximal mixing. We present a minimal model withthree Higgs doublets implementing a type-I seesaw mechanism with a spontaneousbreakdown of the symmetry, leading to large theta_13 and small Delta m_sol^2 =0 due to the particular decomposition of the perturbations under mu-tausymmetry.

Recent progress on scattering amplitudes in super Yang--Mills and superstringtheory benefitted from the use of multiparticle superfields. They universallycapture tree-level subdiagrams, and their generating series solve thenon-linear equations of ten-dimensional super Yang--Mills. We providesimplified recursions for multiparticle superfields and relate them to earlierrepresentations through non-linear gauge transformations of their generatingseries. In this work we discuss the gauge transformations which enforce theirLie symmetries as suggested by the Bern-Carrasco-Johansson duality betweencolor and kinematics. Another gauge transformation due to Harnad and Shnider isshown to streamline the theta-expansion of multiparticle superfields, bypassingthe need to use their recursion relations beyond the lowest components. Thefindings of this work tremendously simplify the component extraction fromkinematic factors in pure spinor superspace.

As originally described by Rubakov, particles are produced during thetunneling of a metastable quantum field. We propose to extend his formalism tocompute the backreaction of these particles on the semiclassical decayprobability of the field. The idea is to integrate out the external bath ofparticles by computing the reduced density matrix of the system. Following thisapproach, we derive an explicit correction factor in the specific case ofscalar particle production in flat spacetime. In this given framework, weconclude that the backreaction is ultraviolet finite and enhances the decayrate. Moreover, in the weak production limit, the backreaction factor isdirectly given by one half of the total number of created particles. In orderto estimate the importance of this correction, we apply our formalism to a toymodel potential which allows us to consider both the decay of a homogeneousbounce and the nucleation of a thin-wall bubble. In the former case, the impactof the created particles is parameter dependent and we exhibit a reasonablechoice of variables for which ones the backreaction is significant. In thelatter case, we conclude that the backreaction is always negligible.

We reconsider basic, in the sense of minimal field content, Pati-Salam xSU(3) family models which make use of the Type I see-saw mechanism to reproducethe observed mixing and mass spectrum in the neutrino sector. The goal of thisis to achieve the observed baryon asymmetry through the thermal decay of thelightest right-handed neutrino and at the same time to be consistent with theexpected experimental lepton flavour violation sensitivity. This kind of modelshave been previously considered but it was not possible to achieve acompatibility among all of the ingredients mentioned above. We describe thenhow different SU(3) messengers, the heavy fields that decouple and produce theright form of the Yukawa couplings together with the scalars breaking the SU(3)symmetry, can lead to different Yukawa couplings. This in turn impliesdifferent consequences for flavour violation couplings and conditions forrealizing the right amount of baryon asymmetry through the decay of thelightest right-handed neutrino. Also a highlight of the present work is a newfit of the Yukawa textures traditionally embedded in SU(3) family models.

We calculate the one-loop Yukawa couplings and threshold corrections forsupersymmetric local models of branes at singularities in type IIB stringtheory. We compute the corrections coming both from wavefunction and vertexrenormalisation. The former comes in the IR from conventional field theoryrunning and in the UV from threshold corrections that cause it to run from thewinding scale associated to the full Calabi-Yau volume. The vertex correctionis naively absent as it appears to correspond to superpotentialrenormalisation. However, we find that while the Wilsonian superpotential isnot renormalised there is a physical vertex correction in the 1PI actionassociated to light particle loops.

In the three-dimensional sl(N) Chern-Simons higher-spin theory, we prove thatthe conical surplus and the black hole solution are related by theS-transformation of the modulus of the boundary torus. Then applying themodular group on a given conical surplus solution, we generate a 'SL(2,Z)'family of smooth constant solutions. We then show how these solutions aremapped into one another by coordinate transformations that act non-trivially onthe homology of the boundary torus. After deriving a thermodynamics thatapplies to all the solutions in the 'SL(2,Z)' family, we compute theirentropies and free energies, and determine how the latter transform under themodular transformations. Summing over all the modular images of the conicalsurplus, we write down a (tree-level) modular invariant partition function.