We construct and study the first supersymmetric black-hole and black-stringsolutions of non-Abelian-gauged N=1,d=5 supergravity (N=1,d=5Super-Einstein-Yang-Mills theory) with non-trivial SU(2) gauge fields: BPSTinstantons for black holes and BPS monopoles of different kinds('t~Hooft-Polyakov, Wu-Yang and Protogenov) for black strings and also forcertain black holes that are well defined solutions only for very specificvalues of all the moduli. Instantons, as well as colored monopoles do notcontribute to the masses and tensions but do contribute to the entropies. The construction is based on the characterization of the supersymmetricsolutions of gauged N=1,d=5 supergravity coupled to vector multiplets achievedin Ref. Bellorin:2007yp which we elaborate upon by finding the rules toconstruct supersymmetric solutions with one additional isometry, both for thetimelike and null classes. These rules automatically connect the timelike andnull non-Abelian supersymmetric solutions of N=1,d=5 SEYM theory with thetimelike ones of N=2,d=4 SEYM theory by dimensional reduction and oxidation. Inthe timelike-to-timelike case the singular Kronheimer reduction recentlystudied in Ref. Bueno:2015wva plays a crucial role.

We derive the super Yang-Mills action of Dp-branes on a torus T^{p-4} fromthe nonabelian (2,0) theory with Lie 3-algebra. Our realization is based on Lie3-algebra with pairs of Lorentzian metric generators. The resultant theory thenhas negative norm modes, but it results in a unitary theory by setting VEV's ofthese modes. This procedure corresponds to the torus compactification,therefore by taking a transformation which is equivalent to T-duality, theDp-brane action is obtained. We also study type IIA/IIB NS5-brane andKaluza-Klein monopole systems by taking other VEV assignments. Such variouscompactifications can be realized in the nonabelian (2,0) theory, since bothlongitudinal and transverse directions can be compactified, which is differentfrom the BLG theory. We finally discuss U-duality among these branes, and showthat most of the moduli parameters in U-duality group are recovered. Especiallyin D5-brane case, the whole U-duality relation is properly reproduced.

We explore the Higgs and sparticle spectroscopy of supersymmetric SU(4)_c xSU(2)_L x SU(2)_R models in which the three MSSM gauge couplings and thirdfamily (t-b-tau) Yukawa couplings are all unified at M_GUT. This class ofmodels can be obtained via compactification of a higher dimensional theory.Allowing for opposite sign gaugino masses and varying m_t within 1 sigma of itscurrent central value yields a variety of gauge-Yukawa unification as well asWMAP compatible neutralino dark matter solutions. They include mixedbino-Higgsino dark matter, stau and gluino coannihilation scenarios, and theA-resonance solution.

Differential cross sections are presented for the prompt and non-promptproduction of the hidden-charm states $X(3872)$ and $\psi(2S)$, in the decaymode $J/\psi \pi^+\pi^-$, measured using 11.4 fb$^{-1}$ of $pp$ collisions at$\sqrt{s} = 8$ TeV by the ATLAS detector at the LHC. The ratio ofcross-sections $X(3872)/\psi(2S)$ is also given, separately for prompt andnon-prompt components, as well as the non-prompt fractions of $X(3872)$ and$\psi(2S)$. Assuming independent single effective lifetimes for non-prompt$X(3872)$ and $\psi(2S)$ production gives $R_B = \frac{\mathcal{B}(B\rightarrow X(3872)\textrm{ + any}) \mathcal{B}(X(3872 \rightarrowJ/\psi\pi^+\pi^-)}{\mathcal{B}(B \rightarrow \psi(2S)\textrm{ + any})\mathcal{B}(\psi(2S) \rightarrow J/\psi\pi^+\pi^-)} = (3.95 \pm 0.32\mathrm{(stat)} \pm 0.08\mathrm{(sys)}) \times 10^{-2}$, while separatingshort- and long-lived contributions, assuming that the short-lived component isdue to $B_c$ decays, gives $R_B = (3.57 \pm 0.33\mathrm{(stat)} \pm0.11\mathrm{(sys)}) \times 10^{-2}$, with the fraction of non-prompt $X(3872)$produced via $B_c$ decays for $p_\mathrm{T}(X(3872)) > 10$ GeV being $(25 \pm13\mathrm{(stat)} \pm 2\mathrm{(sys)} \pm 5\mathrm{(spin)})\%$. Thedistributions of the dipion invariant mass in the $X(3872)$ and $\psi(2S)$decays are also measured and compared to theoretical predictions.

We propose a novel approach to obtain non-supersymmetric four-dimensionaleffective actions by considering F-theory on manifolds with special holonomySpin(7). To perform such studies we suggest that a duality relating M-theory ona certain class of Spin(7) manifolds with F-theory on the same manifolds timesan interval exists. The Spin(7) geometries under consideration are constructedas quotients of elliptically fibered Calabi-Yau fourfolds by ananti-holomorphic and isometric involution. The three-dimensional minimallysupersymmetric effective action of M-theory on a general Spin(7) manifold withfluxes is determined and specialized to the aforementioned geometries. Thiseffective theory is compared with an interval Kaluza-Klein reduction of anon-supersymmetric four-dimensional theory with definite boundary conditionsfor all fields. Using this strategy a minimal set of couplings of thefour-dimensional low-energy effective actions is obtained in terms of theSpin(7) geometric data. We also discuss briefly the string interpretation inthe Type IIB weak coupling limit.

We reformulate the scattering amplitudes of 4D flat space gauge theory andgravity in the language of a 2D CFT on the celestial sphere. The resulting CFTstructure exhibits an OPE constructed from 4D collinear singularities, as wellas infinite-dimensional Kac-Moody and Virasoro algebras encoding the asymptoticsymmetries of 4D flat space. We derive these results by recasting 4D dynamicsin terms of a convenient foliation of flat space into 3D Euclidean AdS andLorentzian dS geometries. Tree-level scattering amplitudes take the form ofWitten diagrams for a continuum of (A)dS modes, which are in turn equivalent toCFT correlators via the (A)dS/CFT dictionary. The Ward identities for the 2Dconserved currents are dual to 4D soft theorems, while the bulk-boundarypropagators of massless (A)dS modes are superpositions of the leading andsubleading Weinberg soft factors of gauge theory and gravity. In general, themassless (A)dS modes are 3D Chern-Simons gauge fields describing the soft,single helicity sectors of 4D gauge theory and gravity. Consistent with thetopological nature of Chern-Simons theory, Aharonov-Bohm effects record the"tracks" of hard particles in the soft radiation, leading to a simplecharacterization of gauge and gravitational memories. Soft particle exchangesbetween hard processes define the Kac-Moody level and Virasoro central charge,which are thereby related to the 4D gauge coupling and gravitational strengthin units of an infrared cutoff. Finally, we discuss a toy model for black holehorizons via a restriction to the Rindler region.

We discuss a possible mechanism leading to localisation of the low-lyingDirac eigenmodes in high-temperature lattice QCD, based on the spatialfluctuations of the local Polyakov lines in the partially orderedconfigurations above $T_c$. This mechanism provides a qualitative explanationof the dependence of localisation on the temperature and on the latticespacing, and also of the phase diagram of QCD with an imaginary chemicalpotential. To test the viability of this mechanism we propose athree-dimensional effective, Anderson-like model, mimicking the effect of thePolyakov lines on the quarks. The diagonal, on-site disorder is governed by athree-dimensional Ising-like spin model with continuous spins. Our numericalresults show that localised modes are indeed present in the ordered phase ofthe Ising model, thus supporting the proposed mechanism for localisation inQCD.