We study stress tensor correlation functions in four-dimensional conformalfield theories with large $N$ and a sparse spectrum. Theories in this class areexpected to have local holographic duals, so effective field theory in anti-deSitter suggests that the stress tensor sector should exhibit universal,gravity-like behavior. At the linearized level, the hallmark of locality in theemergent geometry is that stress tensor three-point functions $\langleTTT\rangle$, normally specified by three constants, should approach a universalstructure controlled by a single parameter as the gap to higher spin operatorsis increased. We demonstrate this phenomenon by a direct CFT calculation.Stress tensor exchange, by itself, violates causality and unitarity unless thethree-point functions are carefully tuned, and the unique consistent choiceexactly matches the prediction of Einstein gravity. Under some assumptionsabout the other potential contributions, we conclude that this structure isuniversal, and in particular, that the anomaly coefficients satisfy $a\approxc$ as conjectured by Camanho et al. The argument is based on causality of afour-point function, with kinematics designed to probe bulk locality, andinvokes the chaos bound of Maldacena, Shenker, and Stanford.

We study the supersymmetric extensions of the $O(3)$ $\sigma$-model in $1+1$and $2+1$ dimensions. We show that it is possible to construct non-equivalentsupersymmetric versions of a given model sharing the same bosonic sector andfree from higher-derivative terms.

In this work we analyze the hydrodynamics of a $p-$ wave superfluid on itsstrongly coupled regime by considering its holographic description. We obtainthe poles of the retarded Green function through the computation of thequasi-normal modes of the dual AdS black hole background finding diffusive,pseudo-diffusive and sound modes. For the sound modes we compute the speed ofsound and its attenuation as function of the temperature. For the diffusive andpseudo-diffusive modes we find that they acquire a non-zero real part atcertain finite momentum.

We provide a complete and detailed study of the high-energy limit offour-parton scattering amplitudes in QCD, giving explicit results at two loopsand higher orders, and going beyond next-to-leading logarithmic (NLL) accuracy.Building upon recent results, we use the techniques of infrared factorizationto investigate the failure of the simplest form of Regge factorization,starting at next-to-next-to-leading logarithmic accuracy (NNLL) in ln(s/|t|).We provide detailed accounts and explicit expressions for the terms responsiblefor this breaking in the case of two-loop and three-loop quark and gluonamplitudes in QCD; in particular, we recover and explain a knownnon-logarithmic double-pole contribution at two-loops, and we compute allnon-factorizing single-logarithmic singular contributions at three loops.Conversely, we use high-energy factorization to show that the hard functions ofinfrared factorization vanish in d = 4 to all orders in the coupling, up to NLLaccuracy in ln(s/|t|). This provides clear evidence for the infrared origin ofhigh-energy logarithms. Finally, we extend earlier studies to t-channelexchanges of color representations beyond the octet, which enables us to givepredictions based on the dipole formula for single-pole NLL contributions atthree and four loops.

We study radiation of supersymmetric particles from an Aharonov-Bohm stringassociated with a discrete R-symmetry. Radiation of the lightest supersymmetricparticle, when combined with the observed dark matter density, imposesconstraints on the string tension or the freeze-out temperature of theparticle. We also calculate the amplitude for Aharonov-Bohm radiation ofmassive spin $3/2$ particles.

The Large Hadron Collider provides us new opportunities to search for theorigin of neutrino mass. Beyond the minimal see-saw models a plethora of modelsexist which realise neutrino mass at tree- or loop-level, and it is importantto be sure that these possibilities are satisfactorily covered by searches. Thepurpose of this paper is to advance a systematic approach to this problem.Majorana neutrino mass models can be organised by SM-gauge-invariant operatorswhich violate lepton number by two units. In this paper we write down theminimal ultraviolet completions for all of the mass-dimension 7 operators. Wepredict vector-like quarks, vector-like leptons, scalar leptoquarks, a chargedscalar, and a scalar doublet, whose properties are constrained by neutrinooscillation data. A detailed collider study is presented for $O_3=LLQ\bar dH$and $O_8 = L\bar d\bar e^\dagger \bar u^\dagger H$ completions with avector-like quark $\chi\sim(3, 2, -\frac{5}{6})$ and a leptoquark$\phi\sim(\bar 3,1,\frac{1}{3})$. The existing LHC limits extracted fromsearches for vector-like fermions and sbottoms/stops are $m_\chi \gtrsim 620$GeV and $m_\phi\gtrsim 600$ GeV.

Assuming that mass scales arise in nature only via dimensional transmutation,we extend the dimension-less Standard Model by adding vector-like fermionscharged under a new strong gauge interaction. Their non-perturbative dynamicsgenerates a mass scale that is transmitted to the elementary Higgs boson byelectro-weak gauge interactions. In its minimal version the model has the samenumber of parameters as the Standard Model, predicts that the electro-weaksymmetry gets broken, predicts new-physics in the multi-TeV region and iscompatible with all existing bounds, provides two Dark Matter candidates stablethanks to accidental symmetries: a composite scalar in the adjoint of SU(2)_Land a composite singlet fermion; their thermal relic abundance is predicted tobe comparable to the measured cosmological DM abundance. Some models of thistype allow for extra Yukawa couplings; DM candidates remain even if explicitmasses are added.

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.

We propose a simplified model of dark matter with a scalar mediator toaccommodate the di-photon excess recently observed by the ATLAS and CMScollaborations. Decays of the resonance into dark matter can easily account fora relatively large width of the scalar resonance, while the magnitude of thetotal width combined with the constraint on dark matter relic density lead tosharp predictions on the parameters of the Dark Sector. Under the assumption ofa rather large width, the model predicts a signal consistent with ~300 GeV darkmatter particle in channels with large missing energy. This prediction is notyet severely bounded by LHC Run I searches and will be accessible at the LHCRun II in the jet plus missing energy channel with more luminosity. Ouranalysis also considers astrophysical constraints, pointing out that futuredirect detection experiments will be sensitive to this scenario.

We construct the full set of boundary giant magnons on $\mathbb{R}\timesS^{2}$ attached to the maximal $Z=0$ giant graviton by mapping from the generalsolution to static sine-Gordon theory on the interval and compute the values of$\Delta-J$ at finite $J$, including the leading order corrections when $J$ islarge. We then consider the Born-Infeld theory of the giant graviton itself toconstruct BIon spike solutions that correspond to the world volume descriptionof the boundary giant magnons at finite $J$.