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.

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 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.

We analyze the potential sensitivity of a search for $e\rightarrow\tau$conversion at a proposed electron-ion collider (EIC) facility. To that end, wecalculate the cross sections for $e\rightarrow\tau$ events in a leptoquarkframework assuming that the leptoquark masses are on the order of severalhundred GeV or more. Given present limits on leptoquarks from direct searchesat HERA and rare decay processes, an EIC sensitive to 0.1 fb $e\rightarrow\tau$cross sections could probe previously unexplored regions of parameter space forthese lepton flavor violating events (assuming 90 GeV center-of-mass energy and10 fb$^{-1}$ integrated luminosity). Depending on the species of leptoquark andflavor structure of the couplings, an EIC search could surpass the HERA andrare process sensitivity to $e\rightarrow\tau$ conversion amplitudes by as muchas an order of magnitude or more. We also derive updated limits on quarkflavor-diagonal LFV leptoquark interactions using the most recent BaBar$\tau\rightarrow e\gamma$ search. We find that limits from an EIC$e\rightarrow\tau$ search could be competitive with the most recent$\tau\rightarrow e\gamma$ limit for a subset of the quark flavor-diagonalleptoquark couplings. Using an SU(5) GUT model in which leptoquark couplingsare constrained by the neutrino masses and mixing, we illustrate how observableleptoquark-induced $e\rightarrow\tau$ conversion can be consistent withstringent LFV limits imposed by $\mu\rightarrow e\gamma$ and $\mu\rightarrow e$conversion searches.

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 compute the spectrum of excitations of the rotating Nambu-Goto string withmasses at the ends. We find interesting quasi-massless modes in the limit ofslow rotation and comment on the nontrivial relation between world-sheet andtarget space energy.

Using the framework of deconstruction, we construct simple, weakly-coupledsupersymmetric models that explain the Standard Model flavor hierarchy andproduce a flavorful soft spectrum compatible with precision limits. Electroweaksymmetry breaking is fully natural; the mu-term is dynamically generated withno B mu-problem and the Higgs mass is easily raised above LEP limits withoutreliance on large radiative corrections. These models possess the distinctivespectrum of superpartners characteristic of "effective supersymmetry": thethird generation superpartners tend to be light, while the rest of the scalarsare heavy.

Using the off-shell formulation for general N = 2 supergravity-matter systemsdeveloped in arXiv:0905.0063, we propose a construction to generate arestricted chiral superfield from any real weight-zero projective multiplet L.One can choose L to be composed of tensor multiplets, O(2n) multiplets, withn=2,3,..., and polar hypermultiplets. In conjunction with the standardprocedure to induce a N = 2 linear multiplet from any chiral weight-one scalar,we obtain a powerful mechanism to generate higher-derivative couplings insupergravity. In the case that L is a homogeneous function of n tensormultiplets of degree zero, we show that our construction is equivalent to thatdeveloped by de Wit and Saueressig in arXiv:hep-th/0606148 using the componentsuperconformal tensor calculus. We also work out nontrivial examples with Lcomposed of O(2n)and tensor multiplets.

We present a state-of-the-art calculation of the next-to-leading-orderelectroweak corrections to ZZ production, including the leptonic decays of theZ bosons into $\mu^+\mu^-\mathrm{e}^+\mathrm{e}^-$ or $\mu^+\mu^-\mu^+\mu^-$final states. We use complete leading-order and next-to-leading-order matrixelements for four-lepton production, including contributions of virtual photonsand all off-shell effects of Z bosons, where the finite Z-boson width is takeninto account using the complex-mass scheme. The matrix elements are implementedinto Monte Carlo programs allowing for the evaluation of arbitrary differentialdistributions. We present integrated and differential cross sections for theLHC at 13 TeV both for an inclusive setup where only lepton identification cutsare applied, and for a setup motivated by Higgs-boson analyses in thefour-lepton decay channel. The electroweak corrections are divided intophotonic and purely weak contributions. The former show the well-knownpronounced tails near kinematical thresholds and resonances; the latter aregenerically at the level of $\sim-5\%$ and reach several $-10\%$ in thehigh-energy tails of distributions. Comparing the results for$\mu^+\mu^-\mathrm{e}^+\mathrm{e}^-$ and $\mu^+\mu^-\mu^+\mu^-$ final states,we find significant differences mainly in distributions that are sensitive tothe $\mu^+\mu^-$ pairing in the $\mu^+\mu^-\mu^+\mu^-$ final state. Differencesbetween $\mu^+\mu^-\mathrm{e}^+\mathrm{e}^-$ and $\mu^+\mu^-\mu^+\mu^-$channels due to interferences of equal-flavour leptons in the final state canreach up to $10\%$ in off-shell-sensitive regions. Contributions induced byincoming photons, i.e. photon-photon and quark-photon channels, are included,but turn out to be phenomenologically unimportant.

We embed a thermal dark matter (DM) candidate within the clockwork framework.This mechanism allows to stabilize the DM particle over cosmological timebecause it suppresses its decay into Standard Model (SM) particles. At the sametime, pair annihilations are unsuppressed, so that the relic density is set bythe usual freeze-out of the DM particle from the thermal bath. The slow decayof the DM candidate is induced by "clockwork" particles that can be quite light(rather than at some GUT or Planck scale) and could be searched for at currentor future colliders. According to the scenario considered, the very sameparticles also mediate the annihilation process, thus providing a connectionbetween DM annihilation and DM decay, and fixing the mass scale of theclockwork states, otherwise unconstrained, to be in the TeV range or lighter.We then show how this setup can minimally emerge from the deconstruction of anextra dimension in flat spacetime. Finally, we argue that the clockworkmechanism that we consider could induce Majorana neutrino masses, with a seesawscale of order TeV or less and Yukawa couplings of order unity.