We study the possibility of obtaining inflationary solutions from S-dualsuperstring potentials. We find, in particular, that such solutions occur atthe core of domain walls separating degenerate minima whose positions differ bymodular transformations.

A Wheeler-Dewitt quantum constraint operator for four-dimensional,non-perturbative Lorentzian vacuum quantum gravity is defined in the continuum.The regulated Wheeler-DeWitt constraint operator is densely defined, does notrequire any renormalization and the final operator is anomaly-free and at leastsymmmetric. The technique introduced here can also be used to produce a coupleof other completely well-defined regulated operators including but notexhausting a) the Euclidean Wheeler-DeWitt operator, b)the generator of theWick rotation transform that maps solutions to the Euclidean Hamiltonianconstraint to solutions to the Lorentzian Hamiltonian constraint, c) lengthoperators, d) Hamiltonian operators of the matter sector and e) the generatorsof the asymptotic Poincar\'e group including the quantum ADM energy.

The Gauss constraint in the extended loop representation for quantum gravityis studied. It is shown that there exists a sector of the state space that isrigorously gauge invariant without the generic convergence issues of theextended holonomies.

Stationary spherically symmetric gravity is equivalent to a nonlinear cosetsigma model on SL(2,R)/SO(2) coupled to a gravitational remnant. Classicallythere are stationary solutions besides the static Schwarzschild metric labeledby the Schwarzschild mass $m$ and the Taub-NUT charge $l$. Imposing the SL(2,R)symmetry at the quantum level the Wheeler-DeWitt equation becomes related tothe Casimir operator on the coset, which makes the system amenable to exactquantization.

Scattering amplitudes in 4d $\mathcal{N}=4$ super Yang-Mills theory (SYM) canbe described by Grassmannian contour integrals whose form depends on whetherthe external data is encoded in momentum space, twistor space, or momentumtwistor space. After a pedagogical review, we present a new, streamlined proofof the equivalence of the three integral formulations. A similar strategyallows us to derive a new Grassmannian integral for 3d $\mathcal{N}=6$ ABJMtheory amplitudes in momentum twistor space: it is a contour integral in anorthogonal Grassmannian with the novel property that the internal metricdepends on the external data. The result can be viewed as a central steptowards developing an amplituhedron formulation for ABJM amplitudes. Variousproperties of Grassmannian integrals are examined, including boundaryproperties, pole structure, and a homological interpretation of the globalresidue theorems for $\mathcal{N}=4$ SYM.

We compute the supersymmetric Renyi entropy across an entangling three-spherefor five-dimensional superconformal field theories using localization. For aclass of USp(2N) gauge theories we construct a holographic dual 1/2 BPS blackhole solution of Euclidean Romans F(4) supergravity. The large N limit of thegauge theory results agree perfectly with the supergravity computations.

We investigate the prospects for discovering charginos and neutralinos at afuture $pp$ collider with $\sqrt{s} = 100$ TeV. We focus on models wheresquarks and sleptons are decoupled -- as motivated by the LHC data. Our initialstudy is based on models where Higgsinos form the main component of the LSP and$W$-inos compose the heavier chargino states ($M_2 > \mu$), though it isstraightforward to consider the reverse situation also. We show that in suchscenarios $W$-inos decay into $W^\pm$, $Z$ and $h$ plus neutralinos almostuniversally. In the $W Z$ channel we compare signal and background in variouskinematical distributions. We design simple but effective signal regions forthe trilepton channel and evaluate discovery reach and exclusion limits.Assuming 3000 fb$^{-1}$ of integrated luminosity, $W$-inos could be discovered(excluded) up to 1.1 (1.8) TeV if the spectrum is not compressed.

In this work we study the time evolutions of (Renyi) entanglement entropy oflocally excited states in two dimensional conformal field theories (CFTs) atfinite temperature. We consider excited states created by acting with localoperators on thermal states and give both field theoretic and holographiccalculations. In free field CFTs, we find that the growth of Renyi entanglemententropy at finite temperature is reduced compared to the zero temperatureresult by a small quantity proportional to the width of the localizedexcitations. On the other hand, in finite temperature CFTs with classicalgravity duals, we find that the entanglement entropy approaches acharacteristic value at late time. This behaviour does not occur at zerotemperature. We also study the mutual information between the two CFTs in thethermofield double (TFD) formulation and give physical interpretations of ourresults.

We present the universal one-loop effective action for all operators ofdimension up to six obtained by integrating out massive, non-degeneratemultiplets. Our general expression may be applied to loops of heavy fermions orbosons, and has been checked against partial results available in theliterature. The broad applicability of this approach simplifies one-loopmatching from an ultraviolet model to a lower-energy effective field theory(EFT), a procedure which is now reduced to the evaluation of a combination ofmatrices in our universal expression, without any loop integrals to evaluate.We illustrate the relationship of our results to the Standard Model (SM) EFT,using as an example the supersymmetric stop and sbottom squark Lagrangian andextracting from our universal expression the Wilson coefficients ofdimension-six operators composed of SM fields.

In this paper we explore the possibility of a pseudoscalar resonance toaccount for the 750 GeV diphoton excess observed both at ATLAS and at CMS. Weanalyze the ingredients needed from the low energy perspective to obtain asufficiently large diphoton rate to explain the signal while avoidingconstraints from other channels. Additionally, we point out composite Higgsmodels in which one can naturally obtain a pseudoscalar at the 750 GeV massscale and we estimate the pseudoscalar couplings to standard model particlesthat one would have in such models. A generic feature of models that canexplain the excess is the presence of new particles in addition to the 750 GeVstate. Finally, we note that due to the origin of the coupling of the resonanceto photons, one expects to see comparable signals in the $Z\gamma$, $ZZ$, and$WW$ channels.