A two-dimensional (2D) dilaton gravity model, whose static solutions have thesame features of the Reissner-Nordstrom solutions, is obtained from thedimensional reduction of a four-dimensional (4D) string effective actioninvariant under S-duality transformations. The black hole solutions of the 2Dmodel and their relationship with those of the 4D theory are discussed.

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.

We show model-independently that the negative like-sign charge asymmetry$(-A^b_{s\ell})$ is less than $ 3.16\times 10^{-3}$ when the constraints fromthe $B_q-\bar B_q$ mixings and the time-dependent CP asymmetries (CPAs) for$B_q\to J/\Psi M_q$ with $M_q=K,\phi$ and $q=d,s$ are taken into account.Although the result is smaller than the measured value by the D{\O}Collaboration at Fermilab, there is still plenty of room to have new physics,which is sensitive to new CP violating effects, as the standard model (SM)prediction is $(2.3_{-0.5}^{+0.6})\times 10^{-4}$. To illustrate the potentiallarge $|A^{b}_{s\ell}|$, we show the influence of new $SU(2)_L$ singlet exoticquarks in the vector-like quark model, where the $Z$-mediated flavor changingneutral currents (FCNCs) are generated at tree level. In particular, wedemonstrate that (a) the like-sign charge asymmetry could be enhanced by afactor of two in magnitude; (b) the CPA of $\sin2\beta^{J/\Psi \phi}_s$ couldreach to $-15%$; (c) the CPA of $\sin2\beta_{\phi K_S}$ could be higher than$\sin2\beta_{J/\Psi K_S}$ when $|A^b_{s\ell}|$ is larger than the SMprediction; and (d) the branching ratio for $B_s\to \mu^+ \mu^-$ could be aslarge as $0.6\times 10^{-8}$.

A higher dimensional frame formalism is developed in order to studyimplications of the Bianchi identities for the Weyl tensor in vacuum spacetimesof the algebraic types III and N in arbitrary dimension $n$. It follows thatthe principal null congruence is geodesic and expands isotropically in twodimensions and does not expand in $n-4$ spacelike dimensions or does not expandat all. It is shown that the existence of such principal geodesic nullcongruence in vacuum (together with an additional condition on twist) impliesan algebraically special spacetime. We also use the Myers-Perry metric as anexplicit example of a vacuum type D spacetime to show that principal geodesicnull congruences in vacuum type D spacetimes do not share this property.

We study the cusped Wilson line operators and Bremsstrahlung functionsassociated to particles transforming in the rank-$k$ symmetric representationof the gauge group $U(N)$ for ${\cal N} = 4$ super Yang-Mills. We find theholographic D3-brane description for Wilson loops with internal cusps in twodifferent limits: small cusp angle and $k\sqrt{\lambda}\gg N$. This allows fora non-trivial check of a conjectured relation between the Bremsstrahlungfunction and the expectation value of the 1/2 BPS circular loop in the case ofa representation other than the fundamental. Moreover, we observe that in thelimit of $k\gg N$, the cusped Wilson line expectation value is simply given bythe exponential of the 1-loop diagram. Using group theory arguments, thiseikonal exponentiation is conjectured to take place for all Wilson loopoperators in symmetric representations with large $k$, independently of thecontour on which they are supported.

We consider Higgs production in gluon fusion and in particular the predictionof the Higgs transverse momentum distribution. We discuss the ambiguitiesaffecting the matching procedure between fixed order matrix elements and theresummation to all orders of the terms enhanced by $\log(p_T^H/m_H)$ factors.Following a recent proposal (Grazzini et al., hep-ph/1306.4581), we argue thatthe gluon fusion process, computed considering two active quark flavors, is amultiscale problem from the point of view of the resummation of the collinearsingular terms. We perform an analysis at parton level of the collinearbehavior of the $\mathcal{O}(\alpha_s)$ real emission amplitudes; relying onthe collinear singularities structure of the latter, we derive an upper limitto the range of transverse momenta where the collinear approximation is valid.This scale is then used as the value of the resummation scale in the analyticresummation framework or as the value of the $h$ parameter in the POWHEG-BOXcode. A variation of this scale can be used to generate an uncertainty bandassociated to the matching procedure. Finally, we provide a phenomenologicalanalysis in the Standard Model, in the Two Higgs Doublet Model and in theMinimal Supersymmetric Standard Model. In the two latter cases, we provide anansatz for the central value of the matching parameters not only for a StandardModel-like Higgs boson, but also for heavy scalars and in scenarios where thebottom quark may play the dominant role.

We study the effects of CP violation in charged Higgs boson production $pp\tot H^\pm + X$ at the LHC, as well as in the charged Higgs boson decays $H^\pm\to t b$ and $H^\pm \to W^\pm H_i^0$, $i=1,2,3$. The study is done in theframework of the type II complex Two Higgs Doublet Model (2HDM) with softlybroken $Z_2$ symmetry. In this model violation of CP invariance is induced bythe complex parameter $m^2_{12}$ of the tree-level Higgs potential. Wecalculate the CP violating rate asymmetries for $H^+$ and $H^-$ production anddecays as well as for the combined processes at one-loop level and perform adetailed numerical analysis. All calculations are done with the automaticamplitude generator FeynArts and the calculational tool FormCalc, for which wehave written a complete complex 2HDM model file and relevant fortran drivers.The implementation of the complex 2HDM in FeynArts and FormCalc is described.In comparison with the analogous results in the MSSM, all considered CPviolating asymmetries are smaller by an order of magnitude and do not exceed 2to 3%.

We study CP asymmetries in two-body decays of top squarks into neutralinosand sleptons at the LHC. These asymmetries are used to probe the CP phasespossibly present in the stop and neutralino sector of the MinimalSupersymmetric Standard Model. Taking into account bounds from experimentalelectric dipole moment searches, we identify areas in the mSUGRA parameterspace where CP asymmetries can be sizeable and discuss the feasibility of theirobservation at the LHC. As a result, potentially detectable CP asymmetries instop decays at the LHC are found, motivating further detailed experimentalstudies for probing SUSY CP phases.

We generalize Regge theory to correlation functions in conformal fieldtheories. This is done by exploring the analogy between Mellin amplitudes inAdS/CFT and S-matrix elements. In the process, we develop the conformal partialwave expansion in Mellin space, elucidating the analytic structure of thepartial amplitudes. We apply the new formalism to the case of four pointcorrelation functions between protected scalar operators in N=4 Super YangMills, in cases where the Regge limit is controlled by the leading twistoperators associated to the pomeron-graviton Regge trajectory. At weakcoupling, we are able to predict to arbitrary high order in the 't Hooftcoupling the behaviour near J=1 of the OPE coefficients C_{OOJ} between theexternal scalars and the spin J leading twist operators. At strong coupling, weuse recent results for the anomalous dimension of the leading twist operatorsto improve current knowledge of the AdS graviton Regge trajectory - inparticular, determining the next and next to next leading order corrections tothe intercept. Finally, by taking the flat space limit and considering theVirasoro-Shapiro S-matrix element, we compute the strong coupling limit of theOPE coefficient C_{LLJ} between two Lagrangians and the leading twist operatorsof spin J.

Nuclear recoil events produced by neutron scatters form one of the mostimportant classes of background in WIMP direct detection experiments, as theymay produce nuclear recoils that look exactly like WIMP interactions. InDarkSide-50, we both actively suppress and measure the rate of neutron-inducedbackground events using our neutron veto, composed of a boron-loaded liquidscintillator detector within a water Cherenkov detector. This paper is devotedto the description of the neutron veto system of DarkSide-50, including thedetector structure, the fundamentals of event reconstruction and data analysis,and basic performance parameters.