We study a low-energy effective field theory (EFT) describing the NN systemin which all exchanged particles are integrated out. We show that fitting theresidue of the 3S1 amplitude at the deuteron pole, rather than the 3S1effective range, dramatically improves the convergence of deuteron observablesin this theory. Reproducing the residue ensures that the tail of the deuteronwave function, which is directly related to NN scattering data via analyticcontinuation, is correctly reproduced in the EFT at next-to-leading order. Therole of multi-nucleon-electroweak operators which produce deviations fromeffective-range theory can then be explicitly separated from the physics of thewave function tail. Such an operator contributes to the deuteron quadrupolemoment, mu_Q, at low order, indicating a sensitivity to short-distance physics.This is consistent with the failure of impulse approximation calculations in NNpotential models to reproduce mu_Q. The convergence of NN phase shifts in theEFT is unimpaired by the use of this new expansion.

We report a next-to-leading-order (NLO) chiral perturbation theorycalculation of the neutron-proton scattering cross section in the ${}^1S_0$channel using a cut-off regularization. The inclusion of two-pion exchanges inthe irreducible diagrams -- or potential -- figuring at NLO is found to beimportant in enlarging the domain of validity of the effective field theory. Weare able to reproduce the {\it empirical} scattering phase shift up to p=300MeV -- which is comparable to the cutoff scale involved -- with an agreementwhich is superior to results of other effective field theory approaches. Wealso discuss the role of the cutoff as a renormalization prescription and theimportance of the explicit pion degree of freedom in scattering process.

We show that multidimensional Zeno effect combined with non-holonomic controlallows to efficiently protect quantum systems from decoherence by a methodsimilar to classical coding. Contrary to the conventional approach, our methodis applicable to arbitrary error-inducing Hamiltonians and general quantumsystems. We also propose algorithms of finding encoding that approaches theHamming upper bound along with methods of practical realizations of theencodings. Two new codes protecting 2 information qubits out of 7 and 4information qubits out of 9 against a single error with arbitrarily smallprobability of failure are constructed as an example.

We consider interpretations of the recent $\sim 3 \sigma$ reports by the CMSand ATLAS collaborations of a possible $X(\sim 750~{\rm GeV})$ state decayinginto $\gamma \gamma$ final states. We focus on the possibilities that this is ascalar or pseudoscalar electroweak isoscalar state produced by gluon-gluonfusion mediated by loops of heavy fermions. We consider several models forthese fermions, including a single vector-like charge $2/3$ T quark, a doubletof vector-like quarks $(T, B)$, and a vector-like generation of quarks, with orwithout leptons that also contribute to the $X \to \gamma \gamma$ decayamplitude. We also consider the possibility that $X(750)$ is a dark mattermediator, with a neutral vector-like dark matter particle. These scenarios arecompatible with the present and prospective direct limits on vector-likefermions from LHC Runs 1 and 2, as well as indirect constraints fromelectroweak precision measurements, and we show that the required Yukawa-likecouplings between the $X$ particle and the heavy vector-like fermions are smallenough to be perturbative so long as the $X$ particle has dominant decay modesinto $gg$ and $\gamma \gamma$. The decays $X \to Z Z, Z \gamma$ and $W^+ W^-$are interesting prospective signatures that may help distinguish betweendifferent vector-like fermion scenarios.

Configurations of multiple concentric black rings play an important role indetermining the pattern of branchings, connections and mergers betweendifferent phases of higher-dimensional black holes. We examine them using bothapproximate and (in five dimensions) exact methods. By identifying the role ofthe different scales in the system, we argue that it is possible to havemultiple black ring configurations in which all the rings have equaltemperature and angular velocity. This allows us to correct and improve in asimple, natural manner, an earlier proposal for the phase diagram ofsingly-rotating black holes in $D\geq 6$.

A nucleus with octupole deformation of the mean field reveals rotationaldoublets with the same angular momentum and opposite parity. Mediated by theCoriolis-type interaction, the doublet structure leads to a strong regularcomponent in the parity violation caused by weak interaction. This can explainsign correlations observed in polarized neutron scattering by $^{232}$Th.

We study rational remainders associated with gluon amplitudes in gaugetheories coupled to matter in arbitrary representations. We find that theseterms depend on only a small number of invariants of the matter-representationcalled indices. In particular, rational remainders can depend on the second andfourth order indices only. Using this, we find an infinite class ofnon-supersymmetric theories in which rational remainders vanish for gluonamplitudes. This class includes all the "next-to-simplest" quantum fieldtheories of arXiv:0910.0930. This provides new examples of amplitudes in whichrational remainders vanish even though naive power counting would suggest theirpresence.

It has been proposed that gauge and Kaehler anomalies in four-dimensionaltype IIB orientifolds are cancelled by a generalized Green-Schwarz mechanisminvolving exchange of twisted RR-fields. We explain how this can be understoodusing the well-known duality between linear and chiral multiplets. We find thatall the twisted fields associated to the N=1 sectors and some of the fieldsassociated to the N=2 sectors reside in linear multiplets. But there are nolinear multiplets associated to order-two twists. Only the linear multipletscontribute to anomaly cancellation. This suffices to cancel all U(1) anomalies.In the case of Kaehler symmetries the complete SL(2,R) can be restored at thequantum level for all planes that are not fixed by an order-two twist.

It is shown that certain extremal correlators in four-dimensional N=2superconformal field theories (including N=4 super-Yang-Mills as a specialcase) have a free-field functional form. It is further argued that the couplingconstant dependence receives no correction beyond the lowest order. Theseresults hold for any finite value of N_c.

The cosmic holographic principle suggested by Fischler and Susskind has beenexamined in (2+1)-dimensional cosmological models. Analogously to the(3+1)-dimensional counterpart, the holographic principle is satisfied in allflat and open universes. For (2+1)-dimensional closed universes the holographicprinciple cannot be realized in general. The principle cannot be maintained,neither introducing negative pressure matter nor matter with highlyunconventional equation of state.