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.

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 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 introduce supersymmetric R\'enyi entropies for $\mathcal{N}=1$supersymmetric gauge theories in five dimensions. The matrix modelrepresentation is obtained using the localization method and the large-$N$behavior is studied. The gravity dual is a supersymmetric charged topologicalAdS$_6$ black hole in the Romans $F(4)$ supergravity. The variation of thesupersymmetric R\'enyi entropy due to the insertion of a BPS Wilson loop iscomputed. We find perfect agreements between the large-$N$ and the dual gravitycomputations both with and without the Wilson loop operator.

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.

We study universal features in the shape dependence of entanglement entropyin the vacuum state of a conformal field theory (CFT) on $\mathbb{R}^{1,d-1}$.We consider the entanglement entropy across a deformed planar or sphericalentangling surface in terms of a perturbative expansion in the infinitesimalshape deformation. In particular, we focus on the second order term in thisexpansion, known as the entanglement density. This quantity is known to benon-positive by the strong-subadditivity property. We show from a purely fieldtheory calculation that the non-local part of the entanglement density in anyCFT is universal, and proportional to the coefficient $C_T$ appearing in thetwo-point function of stress tensors in that CFT. As applications of ourresult, we prove the conjectured universality of the corner term coefficient$\frac{\sigma}{C_T}=\frac{\pi^2}{24}$ in $d=3$ CFTs, and the holographic Mezeiformula for entanglement entropy across deformed spheres.

We argue that the Maldacena-Nunez no-go theorem excluding Minkowski and deSitter vacua in flux compactifications can be extended to exclude anti-deSitter (AdS) vacua for which the Kaluza-Klein scale is parametrically smallerthan the AdS length scale. As a practical application of this observation wedemonstrate that the mechanism to resolve O6 singularities in massive type IIAat the classical level is likely not to occur in AdS compactifications withscale separation. We furthermore remark that a compactification to fourobservable dimensions implies a large cosmological hierarchy.

We use methods from topological data analysis to study the topologicalfeatures of certain distributions of string vacua. Topological data analysis isa multi-scale approach used to analyze the topological features of a dataset byidentifying which homological characteristics persist over a long range ofscales. We apply these techniques in several contexts. We analyze N=2 vacua byfocusing on certain distributions of Calabi-Yau varieties and Landau-Ginzburgmodels. We then turn to flux compactifications and discuss how we can usetopological data analysis to extract physical informations. Finally we applythese techniques to certain phenomenologically realistic heterotic models. Wediscuss the possibility of characterizing string vacua using the topologicalproperties of their distributions.

In this note, we use techniques from integrable systems to study relationsbetween gauge theories. The Gauge/Bethe correspondence, introduced by Nekrasovand Shatashvili, identifies the supersymmetric ground states of an N=(2,2)supersymmetric gauge theory in two dimensions with the Bethe states of aquantum integrable system. We make use of this correspondence to relate threedifferent quiver gauge theories which correspond to three differentformulations of the Bethe equations of an integrable spin chain called the tJmodel.

Within a supersymmetric (SUSY) type-I seesaw framework with flavor-blinduniversal boundary conditions, we study the consequences of requiring that theobserved baryon asymmetry of the Universe be explained by either thermal ornon-thermal leptogenesis. In the former case, we find that the parameter spaceis very constrained. In the bulk and stop-coannihilation regions of mSUGRAparameter space (that are consistent with the measured dark matter abundance),lepton flavor-violating (LFV) processes are accessible at MEG and futureexperiments. However, the very high reheat temperature of the Universe neededafter inflation (of about 10^{12} GeV) leads to a severe gravitino problem,which disfavors either thermal leptogenesis or neutralino dark matter.Non-thermal leptogenesis in the preheating phase from SUSY flat directionsrelaxes the gravitino problem by lowering the required reheat temperature. Thebaryon asymmetry can then be explained while preserving neutralino dark matter,and for the bulk or stop-coannihilation regions LFV processes should beobserved in current or future experiments.