在Wald的思想实验中，通过投掷测试粒子来破坏黑洞，我们在爱因斯坦-麦克斯韦-狄拉顿理论中探索宇宙审查制度。 我们发现，在探针极限处，带有特定能量的测试粒子可能会破坏带电的膨胀形黑洞。 但是，如果包括反向反应或自我武力，则检查制度受到良好的保护。 最后，我们讨论了Hoop猜想和弱重力猜想之间的有趣联系。

应用随机矩阵理论和Toeplitz行列式的机制，我们研究了在有限温度T下，S2×S1上的k，U（N）Chern–Simons理论与基本物质的关系。 该理论接受离散矩阵积分表示，即二维Yang-Mills理论的单一离散矩阵模型。 在这项研究中，研究了Chern-Simons物质理论的有效分配函数和相结构，在特殊情况下具有有效电势，即Gross-Witten-Wadia电势。 我们获得了Chern–Simons物质理论的分配函数作为k，N，T的函数的精确表达式，用于有限值和渐近状态。 在Gross–Witten–Wadia案例中，我们表明在渐近状态下，Chern–Simons物质分配函数与连续的二维Yang–Mills分配函数之比为Tracy–Widom分布。 因此，使用理论的自由能的明确结果，观察到新的二阶和三阶相变。 根据阶段的不同，在渐近状态下，切恩-西蒙斯物质理论可以用连续的或离散的二维杨-米尔斯理论表示，并用三阶畴壁隔开。

我们研究了最近提出的手性高自旋理论-多维平面空间中无质量的高自旋场相互作用的立方理论。 我们证明了它们自然地与规范代数相关联，而规范代数以几种相关的方式表现出来。 首先，可以将手性高自旋运动方程式重新公式化为带有对偶代数规的代数而不是通常的色规代数的自对偶杨米尔斯方程。 我们还证明，手性较高的自旋场方程与自对偶Yang-Mills方程相似，具有隐藏对称性的无限代数，从而确保了它们的可积性。 其次，我们表明，手性高自旋理论中的壳外振幅满足广义BCJ关系，其中通常的颜色结构常数被高自旋规格代数的结构常数所替代。 我们还提出了具有较高自旋理论幅度的广义双复制程序。 最后，使用光锥变形过程，我们证明了导致所有这些性质的拉格朗日结构是通用的，并且遵循洛伦兹不变性。

我们开始在三个维度上研究N = 4 $$ \ mathcal {N} = 4 $$ Chern-Simons-matter理论中的1/2 BPS Wilson循环。 我们考虑具有Chern-Simons级别k，− k和0的圆形或线性颤动，并关注保留R对称性的两个SU（2）子组之一的环。 在没有消失的Chern-Simons水平的情况下，我们为通过超多重连接的颤动上的每对相邻节点找到一对Wilson环（通过扭曲的超多重连接所连接的节点具有Wilson环，从而保留了另一组超级电荷）。 我们期望通过量子校正来消除这种经典的成对简并性。 对于带有扭曲的超多重子集连接的具有消失的Chern-Simons项的节点，我们发现通常的1/4 BPS Wilson环会自动放大为1/2 BPS，这在3维Yang-Mills理论中也是如此。 当具有消失的Chern-Simons级别的节点通过未扭曲的超多重子集连接时，我们找不到耦合到经典不变的那些节点的任何Wilson环。 相反，我们发现了几个超对称性变化（非零）在任何相关函数中均消失的回路，因此弱零。 我们期望当包括量子校正时，这些威尔逊循环的仅一种线性组合

基于解决平面极限中的Chern-Simons物质理论的最新进展，我们在所有U（N）k Chern-Simons-fermion理论中计算了一大类无序（“单极子”）算子的缩放尺度。 t霍夫特联轴器。 我们发现这种最小维算子的维数为2 3 k 3/2 $$ \ frac {2} {3} {k} ^ {3/2} $$。 我们对这些结果的含义进行评论，以分析3D玻化作用下费米离子病操作员的图谱。

我们介绍了Deligne同上学，该同理学将U1纤维束分类为3个具有连接的歧管。 我们展示了Deligne同调类的结构如何提供一种在函数积分级别上执行U1 Chern-Simons理论（BF理论，分别）的精确（非微扰）计算的方法。 这些理论的分区函数（和可观察性）与数学家众所周知的拓扑不变性密切相关。

我们研究了一种自发破裂的SU（2）Chern-Simons-Higgs模型，该模型通过Higgs门户耦合到不带电的三重态标量，真空状态与Higgs竞争。 我们发现了在不同参数空间区域中场方程的类涡旋解。 根据标量耦合常数，我们找到一个参数区域，在该参数区域中，竞争顺序会在Chern-Simons-Higgs涡旋核周围形成一个光晕，以及另外两个区域，一个区域不存在涡旋解，而另一个区域则存在普通的Chern-Simons -可以找到希格斯涡。 我们推导了涡旋世界表上模场的低能理论，并讨论了我们的结果与高温超导体竞争订单研究中发现的结果之间的联系。

我们考虑了最近由Aganagic，Costello，McNamara和Vafa引入的部分拓扑U（N）Chern-Simons问题（PTCSM）理论的字符串对偶。 在该理论中，基本物质场以仅取决于流形上的横向全纯结构的方式耦合到Chern-Simons理论。 它们不是完全动态的，但是该理论也不是完全拓扑的。 对这种理论的一种描述来自具有N个拉格朗日3谱和其他各向同性“风味” 5谱的变形凸形T * S 3上的拓扑线。 将Gopakumar-Vafa对偶性的概念应用于此设置，我们建议在解析的凸形O − 1⊕O − 1→ℂ1 $$ \ mathcal {O} \ left（ -1 \ right）\ oplus \ mathcal {O} \ left（-1 \ right）\ to \ mathbb {C} {\ mathrm {\ mathbb {P}}} ^ 1 $$，在存在各向同性的情况下5- 黄铜。 我们通过计算变形凸形上的环空振幅和通过等变局域化在解析的凸形上的椎间盘振幅，来测试这种对偶性，并且我们找到了两者之间的一致性。 我们发现，拓扑串结果与PTCSM理论的分配函数的大N极限

最近，在三维Abelian Chern-Simons理论之间建立了拓扑接口。 在本文中，我们将在AdS3 / CFT2对应关系的背景下研究此类拓扑接口。 我们表明，可以将散布的Chern-Simons理论中的拓扑接口连接到边界上的双重CFT中的拓扑接口。 除了关于AdS3的[U（1）] 2N Chern-Simons理论之外，我们还表明可以找到导致双二维CFT中N守恒电流的边界对立项。

我们考虑使用AdS 3 N扩展的Chern-Simons超重力（la Achucarro-Townsend），并研究其规范对称性。 我们将那些规范对称性提升为BRST对称性，并通过选择合适的规范固定来执行其量化。 由此产生的量子理论具有我们在本工作中讨论的不同特征。 特别是，我们表明，规规固定的特殊选择正确地再现了Alvarez，Valenzuela和Zanelli的石墨烯费米子的Ansatz。