We present a new construction of four dimensional $\mathcal N=3$ theories,given by M5 branes wrapping a $T^2$ in an M-theory U-fold background. Theresulting setup generalizes the one used in the usual class $\mathcal S$construction of four dimensional theories by using an extra discrete symmetryon the M5 worldvolume. Together with the M-theory U-fold description of $(0,2)$$E$-type six-dimensional SCFTs, this allows to construct new, exceptional,$\mathcal N=3$ theories.

The R*-operation by Chetyrkin, Tkachov, and Smirnov is a generalisation ofthe BPHZ R-operation, which subtracts both ultraviolet and infrared divergencesof euclidean Feynman graphs with non-exceptional external momenta. It can beused to compute the divergent parts of such Feynman graphs from products ofsimpler Feynman graphs of lower loops. In this paper we extend the R*-operationto Feynman graphs with arbitrary numerators, including tensors. We also providea novel way of defining infrared counterterms which closely resembles thedefinition of its ultraviolet counterpart. We further express both infrared andultraviolet counterterms in terms of scaleless vacuum graphs with a logarithmicdegree of divergence. By exploiting symmetries, integrand and integralrelations, which the counterterms of scaleless vacuum graphs satisfy, we canvastly reduce their number and complexity. A FORM implementation of this methodwas used to compute the five loop beta function in QCD for a general gaugegroup. To illustrate the procedure, we compute the poles in the dimensionalregulator of all top-level propagator graphs at five loops in four dimensionalphi^3 theory.

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 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 examine interacting Abelian theories at low energies and show thatholomorphically normalized photon helicity amplitudes transform into dualamplitudes under SL(2,Z) as modular forms with weights that depend on thenumber of positive and negative helicity photons and on the number of internalphoton lines. Moreover, canonically normalized helicity amplitudes transform bya phase, so that even though the amplitudes are not duality invariant, theirsquares are duality invariant. We explicitly verify the duality transformationat one loop by comparing the amplitudes in the case of an electron and the dyonthat is its SL(2,Z) image, and extend the invariance of squared amplitudesorder by order in perturbation theory. We demonstrate that S-duality isproperty of all low-energy effective Abelian theories with electric and/ormagnetic charges and see how the duality generically breaks down at highenergies.

We use one-loop Heavy Meson Chiral Perturbation Theory (HMCHPT) as well as arelativistic formulation to calculate the chiral logarithms$m^2_\pi\log{\left(m^2_\pi/\mu^2\right)}$ contributing to the formfactors ofthe semileptonic $B\rightarrow \pi$ decays at momentum transfer $q^2$ away from$q^2_\mathrm{max}=(m_B-m_\pi)^2$. We give arguments why this chiral behavior isreliable even in the energy regime with hard or fast pions. These results canbe used to extrapolate the formfactors calculated on the lattice to lower lightmeson masses.

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 $0.6\times 10^{-8}$.

We extract the light-cone wavefunctions of the rho meson using the HERA dataon diffractive rho photoproduction. We find good agreement with predictions forthe distribution amplitude based on QCD sum rules and from the lattice. We alsofind that the data prefer a transverse wavefunction with enhanced end-pointcontributions.

We investigate the structure of the moduli space of multiple BPS non-Abelianvortices in U(N) gauge theory with N fundamental Higgs fields, focusing ourattention on the action of the exact global (color-flavor diagonal) SU(N)symmetry on it. The moduli space of a single non-Abelian vortex, CP(N-1), isspanned by a vector in the fundamental representation of the global SU(N)symmetry. The moduli space of winding-number k vortices is instead spanned byvectors in the direct-product representation: they decompose into the sum ofirreducible representations each of which is associated with a Young tableaumade of k boxes, in a way somewhat similar to the standard group compositionrule of SU(N) multiplets. The K\"ahler potential is exactly determined in eachmoduli subspace, corresponding to an irreducible SU(N) orbit of thehighest-weight configuration.

The production of \chib1P mesons in $pp$ collisions at a centre-of-massenergy of $7\tev$ is studied using $32\invpb$ of data collected with the \lhcbdetector. The $\chib1P$ mesons are reconstructed in the decay mode $\chib1P \to\Y1S\g \to \mumu\g$. The fraction of \Y1S originating from \chib1P decays inthe \Y1S transverse momentum range $6 < \pt^{\Y1S} < 15\gevc$ and rapidityrange $2.0 < y^{\Y1S} < 4.5$ is measured to be $(20.7\pm 5.7\pm2.1^{+2.7}_{-5.4})%$, where the first uncertainty is statistical, the second issystematic and the last gives the range of the result due to the unknown \Y1Sand \chib1P polarizations.