物理学教室年次研究報告2008年度大阪市立大学大学院理学研究科・理学部物理学教室
1 2研究報告物性物理学講座
宇宙・高エネルギー物理学講座
基礎物理学講座
2 0 0 8年度は物理学教室にとっては（大阪市立大学にとっても）非常にうれしい知らせがありました。我々の大先輩である南部陽一郎本学名誉教授がノーベル物理学賞を受賞されたことです。南部先生は１９４９年９月から１９５６年８月までの物理学教室の草創期に本学に在籍されました。残念ながら先生から直接の薫陶を受けたものは現在の物理学教室には残っていませんが，当時の自由關達な研究の雰囲気は今も物理学教室の基礎を作っているものと思います。受賞を記念して１２月９日に「南部陽一郎名誉教授ノーベル賞受賞記念大阪市立大学市民特別セミナー2008」開かれ，また，学術情報センターの展示コーナーで南部先生の直筆の書を含む記念展示行われました。講演会・展示に尽力していただいた典沢・糸山・神田・中尾・寺本・中野の先生方，お世話いただいた事務局・学術情報センターの方々にお礼を申し上げます。また，理学部再編により２００９年度から旧物質科学科の３名の方々に新たに物理学教室に加わわれることになっておりますが，それに先だって２００８年度は大学院入学試験等一部の教室運営に加わっていただきました。人員削減の中，物理学教室にとっては久しぶりに新たな人々に加わっていただくことになり，喜ばしい限りです。 ２００９年度学部入学試験は上述のノーベル賞の影響か、物理学科の応募者数が増え，久しぶりに倍率が４倍に達しました。これが一過性のものにならないようにしていかなければなりませんが,一般的な状況を見ますと楽観は許されない状態です。大学院入試については,ポスターの作成，説明会の開催と応募者を増やす努力をしていただきましたが，即効性を持つものではなく，応募者増には直結しませんでした。定員削減・予算削減と人事・予算環境は悪化の一途をたどっています。種々の仕事の負担も増える一方です。しかし，そうした状況下においても業績を上げ，良い人材を育てるという本来の仕事をおろそかにするとますますじり貧になってしまいます。基礎科学を担う物理学にとっては，学科としても個人にとってもますます困難な状況が予想されますが、みんなで力を合わせて乗り切っていくしかないでしょう。予算関係では唯一の朗報は理系学舎の建設が本決まりになったことです。経済状況が悪化する中，予算上の強い制約もあり，完成までには紆余曲折もあるかもしれませんが，なんとかうまくいって欲しいものです。教室人事では２００８年４月に中尾憲一氏が教授に，中野英一氏が講師に，また，１０月に山本和弘氏が准教授に昇任されました。なお一層のご活躍を期待します。最後に，本年度報告書作成の労をとっていただきました丸山稔氏，中野英一氏に感謝いたします。 2 0 9年1 0月2 0 8年度物理学教室主任林　嘉夫
世話人：安井，寺本，丸山第1回：新入生歓迎談話会日時：４月２３日（水）１６：３０～１７：４５場所：全学共通教育棟８３０教室講師：櫻木弘之氏 (本学基礎物理学講座教授)題目：元素の起源と宇宙－原子核物理学への招待－第２回：年末研究発表会日時：１２月２６日（水）１０：００～１７：４５場所：学術情報総合センター 1 0F 会議室

研究機要
1.超流動ヘリウム3中のエアロジェルの不純物効果超低温度ではヘリウム以外の物質は固化し、また液体状態であるヘリウム４はヘリウム３とは相分離するために、ヘリウム３に不純物を入れることができない。この結果、超流動ヘリウム3の研究は超純粋物質（スーパークリーン物質）としての研究の場であった。エアロジェルは直径数n mのシリカの紐が平均間隔数n mから１００ n mの広い範囲で分布していて、体積に占めるシリカの割合は数％のものである。シリカの紐の直径は超流動ヘリウム3のコヒーレンス長より十分短く，またシリカの紐の平均間隔は超流動ヘリウム3のコヒーレンス長と同程度であるために、超流動性が完全に壊れることはなく、純粋な系に入った僅かな不純物として振る舞う。 1-1.  NMR法によるエアロジェル中の超流動ヘリウム３の相転移現象の研究（石川、畑、嘉戸）空孔率97.5%エアロジェル（不純物2.5％）を用いて、核磁気共鳴法(NMR)により超流動相の秩序構造の同定と超流動状態の安定性について調べた結果、超流動状態での２つの超流動相の共存状態が，エアロジェル内での大域的な相分離であることがわかった。これまで超流動ヘリウム３の中では、外部条件や欠陥に起因する不均一な不安定相の核生成が起こることが示されてきた。今回の測定はそれらとは違う不安定相の核生成を示すものと考えている。特に相転移時の核生成が超流動ヘリウム３固有の欠陥を持たないtextureと関係することを示唆する。しかし相分離の原因がエアロジェル自身の僅かな異方性であるとの指摘もある。大域的な異方性と相分離との関係あるかどうかを調べるために，光の偏光を利用した光学測定を同バッチのエアロジェルで行い,欠陥・異方性がないことを確認した。これは大域的な相分離が欠陥に起因する不均一な核生成ではなく，かつ均一な核生成でもないことを示すものである。 1-2. 第４音波法によるエアロジェル中の超流動ヘリウム３の不純物効果（小原、石川、松倉、加藤)超流動相転移温度以下で準粒子の平均自由行程が発散的に伸びる超流動ヘリウム3を、エアロジェルという物質に閉じこめたらどうなるだろうか？」という動機のもと、超流動ヘリウム３の準粒子系のエアロジェル中での輸送現象を研究している。実験方法は、第４音波共鳴法である。第４音波とは，粘性によって常流動成分の運動が抑制されるような狭い隙間を伝播する超流動成分のみの圧力波である。その音速からは超流動密度を求めることができる。理想的な第４音波は散逸を伴わないが、測定容器内の圧力勾配のために常流動成分が僅かに振動するならば、これが散逸の原因となる。我々はこれまで、エアロジェルの存在のために、純粋系で重要である「粘性による散逸」が無くなり、「エアロジェルと準粒子との摩擦による逸」が生ずる事を明らかにしてきた。この摩擦緩和時間の温度依存性の解析から、常流動密度は局在することなくエアロジェルと強く摩擦結合したまま、絶対零度においても有限の密度を残すことがわかった。エアロジェルがない純粋系では，準粒子は粘性を示すが、エアロジェル中ではあたかも正常金属中のDrudeの電子のように振る舞っていることを示している。今回、われわれは摩擦緩和時間の圧力依存性に特異なスケーリング則を発見した。これは、圧力による常流動密度の減少だけでは説明できないため、現在提唱されているどの理論でも予言されていない新奇な現象である。そこで、われわれは広島大学の理論グループと共同で、準古典的グリーン関数法と準粒子均一散乱モデルから得られた数値解析の結果と比較しながら研究を進めている。この理論モデルは、実験から得られた超流動密度から、常流動成分を構成する準粒子の状態密度を算出することのできる強力な手法である。その結果、現在までのところ、絶対零度でも対凝縮せずに残留する準粒子の存在を突き止めている。今後はその統計性と熱揺らぎからスケーリング則の検証を行いたいと考えている。 2. 振動流中における超流動ヘリウム量子渦のダイナミクスと乱流遷移2. 1超流動ヘリウム4の量子乱流遷移（矢野、畑、永合、千羽、三浦）超流動の乱流（量子乱流）は、量子化された循環流による渦（量子渦）のみで構成される。その渦芯は細く量子渦を渦糸とみなすことができる。渦糸は超流動中で途切れず、端がない渦輪か、端が境界（壁）にある渦糸としてのみ存在できる。量子渦を振動させると渦糸上に波が立ち、振動が大きくなるにつれて不安定になり乱流へと発展する。我々は極微細超伝導ワイヤ（直径数μmのNbTi線）を超流動中で振動させ、振動ワイヤに付着する量子渦と量子乱流遷移の関係について調べた。量子渦は、超流動相転移のキプル・ツーレック機構により核生成されると考えられる。また量子渦の渦芯は極めて細く（0. 1nm程度）、量子渦は壁のわずかな隙間でも付着すると考えられる。これらのことから、超流動相転移の冷却速度を変えることで量子渦発生の制御を行い、またワイヤの直径や表面粗さを変えることで付着量子渦の長さ制御を試みた。その結果、速い振動速度でも乱流遷移しない振動ワイヤの開発に成功し、また量子渦の付着の仕方によって量子乱流遷移が変変化することを発見した。乱流を生成する振動ワイヤの駆動力を下げると乱流が止まる。この乱流生成が止まる遷移過程を調べ、乱流生成に寿命が存在することを見いだした。この寿命は指数分布し、また平均寿命は乱流生成に投入するエネルギーが減るにしたがって短くなることを発見した。これは、量子乱流中の渦のゆらぎが寿命に反映していることを示している。乱流遷移の振動速度についても調べ、それが振動周波数の1/2乗に比例することを明らかにした。これは乱流の臨界振動速度と渦密度が関係することを示唆している。 2.2超流動ヘリウム３－Ｂ相の量子渦生成（矢野、畑、永合、乾、嘉戸）超流動ヘリウム３－Ｂ相中で物体を振動させると、量子渦が生成される。量子渦が生成される振動速度は超流動のクーパー対が破漿される速度と一致し、クーパー対破壊が量子渦を核生成することを示している。一方超流動ヘリウム４では、量子渦の振動によって乱流すなわち量子渦を生成する。我々はこのメカニズムが超流動ヘリウム３－Ｂ相でも起こると予想し、周波数の異なる２つの振動ワイヤを用いて、量子渦生成を調べた。これまでの研究と同様の周波数をもつ振動ワイヤでは、クーパー対破壊速度で渦生成が起こるのにたいし、これより一桁低い周波数の振動ワイヤでは、対破壊より低い速度で渦生成されることを発見した。対破漿による渦生成は、超流動ヘリウム3のエネルギーギャップにしたがって渦生成速度が変化するが、低周波振動ワイヤの渦生成はエネルギーギャップに対してその速度は一定であった。これらの結果は、低周波振動ワイヤの渦生成がクーパー対破壊による渦生成とは異なる機構であることを示しており、低周波の量子渦振動が渦を生成することを示唆している。 3．回転する超流動ヘリウム3の研究（物性研，京大，福井大，岡山大との共同研究） (石川)東京大学物性研究所に相互協力により完成したサプmK温度域の超低温度回転クライオスタットを用いて量子流体力学に関する共同利用研究を行っている。最高回転速度は1秒間に2回転である.昨年度の後半に見つかった、高温—低速回転時の不思議な振る舞いを調べるために1 5 0本の細い円筒容器（直径200μm）内の超流動ヘリウム3 — A相の量子渦の研究を行った。これまでに核磁気共鳴法(NMR)により明らかになった低速時の細い円筒容器内の渦棒造は、渦度１のMermin-Ho型のtextureであった。しかし、詳細に観測した結果、低速回転と高速回転では異なる渦構造であることを観測した。高速回転によって出現した渦構造は安定であり、低速回転にしてももはや渦構造は元に戻らなかった。理論計算では低速回転時の渦はRadial-disgyration (RD)型のtextureであり、高速回転時がMermin-Ho型のtextureであることを予想している。高速回転によってMermin-Ho型のtextureが安定化されることが明らかになり、これまでの実験では常に高速回転によって安定化されたMermin-Ho型のtextureを調べていたことがわかった。低温側でも低速回転時にはRD型textureを観測し、温度変化に対して非常に安定であることもわかった。A相の量子渦構造の変移を調べたことは初めてのことである。渦構造が転移する臨界回転角速度の温度変化を調べ、理論計算と比較している。
4．寒剤を用いない希釈冷凍機の開発（畑、矢野、小原）
一昨年、本研究室に蓄積されている希釈冷凍機製作のノウハウをもとに、米国とほぼ同時期に日本で初めて寒剤を用いない希釈冷凍機の製作に成功した。 5年プロジェクトの最終年度の本年は、X線センサーを搭載し、目標値100mKまでの冷却を試みた。輻射熱への対処、リード線の熱アンカー、超伝導コイルの設計変更等により最終的に50mKまでの冷却に成功した。当初懸念されたパルス管冷凍機からの振動による測定への影響はほとんどないことが判明した。一方、パルス管冷凍機、希釈冷凍機の電気系統からの電気的ノイズの問題が出現し、応急処理的な対処をおこなった。分解能に関しては、まだ十分とは言えないがX線の信号も鮮明に捉えることに成功した。自動化シークエンスも改良し、液体窒素も不要な完全自動化の希釈冷凍機は世界的に初めてのものとなった。また、このプロジェクトの開発研究として継続が採択され、来年度以降３年間推進されることになった。
教育・研究業績
学術論文
1. 2. M. Yamashita, K. Izumina, A. Matsubara, Y. Sasaki, O. Ishikawa, T. Takagi, M. Kubota, and T. Mizusaki : "Spin Wave and Vortex Excitations of Superfluid 3He-A in Parallel-Pla te Geometry", Phys. Rev. Lett. 101 , 025302 (2008). R. Ishiguro, K. Izumina, Y. Sasaki, M. Kubota, O. Ishikawa and T Takagi : "Growth of a Single Vortex line of 3He-A in a Narrow Cylinder under Rotation", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150 , 032033,1-4 (2009). K. Izumina, R. Ishiguro, M. Kubota, Y. Sasaki, T. Takagi and O. Ishikawa : "Effect of the cooling speed through Tc on the formation of textures in superfluid ³He-A", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150, 032034,1-4 (2009). 3. 4. 5. 6. 7. 8. R. Kado, H. Nakagawa, K. Obara, H. Yano, O. Ishikawa and T. Hata : "In Globally Isotropic Aerogel, A-B phase Separation of Superfluid ³He in Radial Direction", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150, 032036,1-4 (2009). C. Kato, Y. Nago, T. Matsukura, R. Kado, K. Obara, H. Yano, O. Ishikawa and T. Hata : "Motion of 3He Quasiparticles in Aerogel Driven by Fourth sound", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150, 032039,1-4 (2009). Y. Nago, M. Inui, R. Kado, K. Obara, H. Yano, O. Ishikawa and T. Hata : "Vortex Emission by a Low-frequency Vibrating Wire in Superfluid 3He-B", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150, 032071,1-4 (2009). H.Yano, Y. Nago, R. Goto, K. Obara, O. Ishikawa and T. Hata : "Transition to Quatum Turbulence Generated by an Oscillating Object in Superfluid 4He", Journal of Physics, Conference Series, vol. 150, 032125,1-4 (2009). H. Yano, Y. Nago, R. Goto, K. Obara, O. Ishikawa, and T. Hata :   "Laminar–turbulent transition generated by an oscillating object in superfluid "He", J. Phys.: Conf. Series, 150, 032126,1–4 (2009).
国際会議職演
H.Yano : "Transition to Quantum Turbulence Generated by an Oscillating Structure in Superfluid 1. 4He" (talk), the 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands H. Yano : "Laminar-Turbulent Transition Generated by an Oscillating Structure in Superfluid 2. 4He” (poster), the 25 h International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August 2008, RAI Congress Center, Amsterdam, Netherlands 3. R.Ishiguro : "Growth of a Single Vortex of ³He-A in a Narrow Cylinder under Rotation" (poster), the 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands 4. R.Ishiguro : "Textural Transition of Rotating Superuid ³He-A in a Single Narrow Cylinder" (poster), the 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands 5. K.Izumina : "Effect of the Cooling Speed through Tc on the Formation of Textures in Superuid ³He-A" (poster), the 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands Y.Nago : "Critical Velocity for Vortex Emission Induced by Wire Vibration in Superfluid 3He 6. -B "' (poster), the 25 h International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands R.Ishiguro : “Strange NMR Spectrum of Normal Helium 3 in a Narrow Cylinder” (poster), the 25 th 7. International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands 8. C.Kato : "Motion of 3He Quasiparticles in Aerogel Driven by Fourth Sound"' (poster), the 25th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands 9. R.Kado : "In Globally Isotropic Aerogel, A-B Phase Separation of Superuid 3He in RadialDirection"' (poster), the 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands 10. H.Yano : "Laminar Turbulent Transition Generated by an Oscillating Structure in Superuid 4He" (poster), the 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25), 6-13 August, 2008, RAI convention centre, Amsterdam, Netherland 11. H. Yano : "Critical Phenomena of Quantum Turbulence Generated by a Vibrating Wire in Superfluid 4He” (talk), ULT 2008 “Frontiers of Low Temperature Physics”, 14-17 August 2008, Royal Holloway, University of London, Egham, UK 12. H. Yano : "Control of Transition to Turbulence in Oscillatory Flow of Superfluid 4He Induced by a Vibrating Wire" (poster), ULT 2008 "Frontiers of Low Temperature Physics", 14-17 August 2008, Royal Holloway, University of London, Egham, UK 13. R.Kado : "In Globally Isotropic Aerogel, A-B Phase Separation of Superuid ³He in RadialDirection"' (poster), ULT2008 "Frontiers of Low Temperature Physics", 14-17 August, 2008, Royal Holloway University of London, Egham, UK 14.  C.Kato : "Motion of 3He Quasiparticles in Aerogel Driven by Fourth Sound" (poster), ULT2008 "Frontiers of Low Temperature Physics", 14-17 August, 2008, Royal Holloway University of London, Egham, UK 15. Y.Nago : "Onset Velocity for Vortex Emission Induced by Wire Vibration in Superfluid ³He –B" (talk), ULT2008 "Frontiers of Low Temperature Physics", 14-17 August, 2008, Royal Holloway University of London, Egham, UK 16. Y. Nago : "Onset Velocity for Vortex Emission Induced by Wire Vibration in Superfluid ³He-B" (poster), ULT 2008 "'Frontiers of Low Temperature Physics'', 14-17 August 2008, Royal Holloway, University of London, UK 17. H. Yano : "Experiments on Quantum Turbulence Generated by Small Vibrating Structures in "He" (invited talk), Workshop on Topics in Quantum Turbulence, 16-20 March 2009, the Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy
学会・研究会講演
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.矢野英雄：「超流動4 Heにおける量子乱流転移」 1.文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」; A03戦略会議２００８年５月１４日　大阪市立大学石川修六：「A04ク計画班活動方針」文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」; A04戦略会議２００８年５月２３日～５月２４日　コープイン京都永合祐輔：「超流動³He B相における振動流による量子渦生成」日本物理学会岩手大学2 0 8年秋季大会　 2 0 8年9月2 0日～ 2 3日千羽信裕：「振動子による超流動He中の量子乱流状態の臨界速度」日本物理学会２００８年秋季大会　 ２００８年９月２０日～２３日岩手大学松倉高穂：「Aerogel中³He超流動相における第4音波のエネルギー損失III」日本物理学会岩手大学2 0 0 8年秋季大会２００８年９月２０日～２３日泉名健：「回転下における円筒容器内の超流動ヘリウム3」 2 0 8年秋季大会２００８年９月２０日～２３日日本物理学会岩手大学畑徹： 「パルス管冷凍機を用いた新しいタイプの希釈冷凍機」 ２００８年秋季低温工学・超伝導学会　 ２００８年１１月１２日～１４日高知市文化プラザ石川修六：「液体3Heのスピン超流動」物性科学領域横断研究会— 6特定領域の合同研究会「スピンが拓く物性科学の最前線」 ２００８年１１月２９日～１２月１日　東京大学武田ホール石川修六:「不純物が超流動ヘリム3の第4音波のエネルギー損失を大きく変える-流体力学的な粘性損失と摩擦による損失－ 」（招待講演）第６回「火の国研究会」衝撃・極限環境研究センター、熊本大学2 0 8年1 2月1 2日～ 1 3日10.石川修六：「Anisotropic superfluid 3He in aerogel」文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子凝縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会2 0 8年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂矢野英雄：「Transition to Turbulence Generated by an Oscillating Structure in Superfluid 4He」 11.文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂12. 三浦幸恵：「Critical Velocity of Ouantum Turbulence Generated by a Vibrating Wire in Superfluid 4He」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子凝縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂13. 永合祐輔：「Onset Velocity for Vortex Emission Induced by Wire Vibration in Superfluid ³He -B」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂14. 加藤千秋: 「Scaling Behaviours of Superfluid ³He in Aerogel」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会2 0 8年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂15. 嘉戸隆介: 「A-B Phase Separation of Superfluid 3He in Aerogel」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子凝縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂16. 泉名键：「Textural Transition of Superfluid ³He -A in Narrow Cylinders」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂17. 松倉高穂：「Energy Loss of Fourth Sound in Superfluid ³He in Aerogel」 (poster)文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」;平成20年度研究成果報告会２００８年１２月１９日～１２月２１日　奈良県新公会堂18. 小原顕：「エアロジェル中超流動ヘリウム３の第４音波共鳴」文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」; A04班2 0 8年度研究発表会2 0 8年１２月１９日～１２月２１日　奈良商工会議所19. 石川修六：「Textural Transition of Superfluid 3He-A in Narrow Cylinders」文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」」; A04班2 0 8年度研究発表会2 0 8年１２月１９日～１２月２１日　奈良商工会議所20. 矢野英雄：「超流動4 Heにおける量子乱流転移」（招待講演）日本物理学会第64回年次大会２００９年３月２７日～３０日　立教大学・高校松倉高穂：「Aerogel中³He超流動相における第４音波のエネルギー損失の圧力変化」 21.日本物理学会第64回年次大会２００９年３月２７日～３０日　立教大学・高校
学位論文
修士論文
l. 2.千羽信裕：「Vibrating Wireによる超流動He量子乱流状態の臨界速度の周波教依存性」松倉高穂：「エアロジェル中³He超流動相における常流動成分の摩擦緩和時間」
研究助成金取得状況
1. 畑  徹:受託研究：岩谷瓦斯株式会社「希釈冷凍機の開発」 １００万円徹：科学技術振興機構先端計測分析技術・機器開発事業：「大気浮遊粒子用傾向X 2. 受線分析装置の開発」 ２００８年度分４２０万円3.石川修六：特定領域研究「スーパークリーン物質で実現する新しい量子疑縮相の物理」計画研究「超流動ヘリウム３の異方的秩序変数とその制御」２００８年度分１，０４０万円
海外出張および海外研修
1. 2. 3. 4. 5.矢野英雄：Hotel Matinlahti and Helsinki University of Technology, Espoo, Finland, 2008年3月26日～4月6日，Symposium on Quantum Phenomena and Devices at Low Temperaturesに出席・発表と、ヘルシンキ工科大学低温研究所においてセミナートーク・研究打ち合わせ永合祐輔：Hotel Matinlahti and Helsinki University of Technology, Espoo, Finland, 2008年3月26日～4月6日，Symposium on Quantum Phenomena and Devices at Low Temperaturesに出席・発表と、ヘルシンキ工科大学低温研究所においてセミナートーク・研究打ち合わせ畑徹：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表石川修六：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月6日～24日,に出席・発表および研究打ち合わせ矢野英雄：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表小原顕：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on Low 6. Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表嘉戸隆介: RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on 7. Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表加藤千秋：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on 8. Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表9.永合祐輔：RAI convention centre, Amsterdam, Netherlands, 25 th International Conference on Low Temperature Physics (LT25)およびRoyal Holloway Univ., Egham, England, ULT2008, 2008年8月5日～19日,に出席・発表10. 矢野英雄：the Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics, Trieste, Italy, 2009年3月15日～3月22日, Workshop on Topics in Quantum Turbulenceに出席・発表
その他

鐘本勝一講師

研究概要
1.ポリチオフェン誘導体における光誘起吸収分光測定（安井、鐘本）ポリチオフェンを含んだァ共役ポリマーは、光励起により励起子やキャリアが生成し、その特性が光伝導素子や発光材料への応用展開につながっている。中でも結晶相を有するregioregular型ポリチオフェンの光学及び電子物性に関心が集まっている。本研究では、同ポリマーの薄膜試料に対して100fsパルス光励起の過渡吸収測定及びCW励起光励起による光誘起吸収測定を行った。その結果、両測定において、明瞭なキャリアに起因する吸収信号を観測したほか、プリーチング信号を観測した。その信号解析から、薄膜試料における光物性を決定するのは、薄膜内に存在する特定のspeciesであることを明らかにした。 2.    π共役ポリマーMEH-PPVのELデバイスに対する変調分光（大河内、鐘本） π共役ポリマーは電圧印加により電界発光（EL）が生じ、その応用性が注目されている。MEH-PPVを用いてELデバイスを試作し、実際にELを観測した。そのデバイス動作時においては、キャリア及びその衝突により生成する励起子が発生する。デバイス動作とともに発生するキャリア及び三重項励起子を、変調分光により検出する実験を行った。その結果、実際にキャリア及び三重項励起子の観測に成功し、電圧強度とともにそれらの量が変化する様子を明らかにした。
3.    π共役オリゴマーにおける電場変調分光(宮崎、鐘本)
ァ共役ポリマーは、半導体的物性を発現することが知られており、実際にデバイスへの応用を目指した実験が盛んである。一方でこれら有機半導体デバイスの物性評価を行う上で、無機半導体で用いられてきたバンド描像に重点を置いた電子物性の評価が実際に適用できるのかが問題となってきた。これを調べるには、光励起許容な準位のみならず禁制な準位も含めて総合的に電子準位を評価し、バンド的な電子状態が実現されているかを検証する必要がある。その調べる手段として、禁制遷移の観測を可能にする竜場変調吸収分光を、有限鎖長さのオリゴマー分子に適用した。その結果、鎖長さとともに、許容及び禁制遷移が密集していく様子を明らかにするとともに、部分的に密集したバンド的状態が生成されることが明らかになった。 (大阪大学産業科学研究所との共同研究)
4.    π共役ポリマーを用いた光伝導素子に対する光誘起吸収(尾形、鐘本)
ァ共役ポリマーとフラーレンの混合物は、光励起により高効率な電荷分離を起こし、キャリア生成を経て光伝導効果を示すことが知られており、太陽電池への応用を目指した研究が盛んである。実際にァ共役ポリマーの一つである、regioregular型ポリチオフェンとフラーレン誘導体PCBMの複合体を用いて光伝導素子を作成し、100fsパルス光励起の過渡吸収測定及びCW励起光励起による光誘起吸収測定を行った。その結果、光励起直後では、光キャリアは、ポリチオフェンの全speciesで生成されるが、時間とともにキャリアが特定のspeciesに限定して存在することを明らかにした。 5.ポリチオフェン誘導体における縮退四光波混合測定(鐘本) τ共役ポリマーは、非線形光学応答を示すことが知られている。その効果の発現は、一次元に広がった電子状態によると示唆されているが、統一的な現象の理解が求められている。そこで、電子状態が一次元から二次元的にまで操作できるポリチオフェン誘導体において非線形光学効果を調べることで、ポリマーにおける非線形光学効果の次元性との関係並びに発現機構を理解できると期待される。本研究では特に、regioregular型ポリチオフェン薄膜に対して、超極短パルス（20fs）を光源として縮退四光波混合測定を行った。その結果、同薄膜に対して非線形光学効果に基づく明瞭な信号を観測することに成功した。これは同薄膜に形成されている二次元電子状態が非線形光学効果を高めるのに有効であることを明らかにしている。
教育・研究業績
学術論文
l. 2. 3. 4.
国際会議議演
l. 2. 3. K. Kanemoto, K. Muramatsu, M. Baba, J. Yamauchi: "Polaron dynamics of heavily doped regioregular and regiorandom poly(3-alkylthiophenes) revealed by electron spin resonance spectroscopy", Journal of Physical Chemistry B, 112, pp.10922-10926 (2008). A. Ishida, Y. Makishima, A. Okada, I. Akai, K. Kanemoto, T. Karasawa, M. Kimura, J. Takeda: "Time-frequency two-dimensional mapping of rapid energy transfer in light-harvesting starshaped dendrimers.", Journal of Luminescence, 128 , pp.771-773 (2008). I. Akai, M. Higuchi, K. Kanemoto, T. Karasawa, H. Hashimoto, M. Kimura: "Ene rgy transfer dynamics in wire-type dendrimers having oligophenylene peripheries.", Journal of Luminescence, 128, pp.948-951 (2008). I. Akai, K. Miyanari, T. Shimamoto, A. Fujii, H. Nakao, A. Okada, K. Kanemoto, T. Ka rasawa, H. Hashimoto, Ishida, A. Yamada, I. Katayama, J. Takeda, M. Kimura: "Rapid e nergy transfer in a dendrimer having conjugated light-harvesting antennas", New Journal o f Physics, 10, pp.125024-1-22 (2008). K. Kanemoto, I. Akai, H. Hashimoto, T. Karasawa, N. Negishi, Y. Aso, "Temperature dependence of intrachain photoluminescence of a long oligothiophene", 8th, International conference on excitonic processes in condensed matter, No: 04, 22-27, June, 2008, Kyoto, Japan. K. Kanemoto, M. Sugisaki, H. Hashimoto, I. Akai, T. Karasawa, N. Negishi, Y. Aso, "Intrachain Photoluminescence Dynamics of a Long Oligothiophene at Room Temperature", The 15th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter, No: Poster 109, 7-11 July, 2008, LYON, FRANCE. K. Kanemoto, M. Sugisaki, T. Karasawa, H. Hashimoto, "Ultrafast coherent vibronic oscillations regioregular poly(3-alkylthiophene)", Third International Conference on Optical, in Optoelectronic and Photonic Materials and Applications, No: Poster 048, 20-25 July, 2008, Edmonton, Canada.
学会・研究会講演
l. 2. 3.鐘本勝一，下田崇史，橘本秀樹，唐沢力、「ポリマーLEDにおける励起子解離」日本物理学会　2008年秋季大会、盛岡(2008. 09. 22)大河内裕太，鐘本勝一，唐沢力，橋本秀樹、「п共役高分子MEH-PPVを用いたEL素子におけるデバイス変調分光」第１９回光物性研究会、大阪、2008.  12.  5-6安井基晃,鐘本勝一,小澄大輔,唐沢力,橋本秀樹、「Bleaching信号に着目したπ共役高分子ポリチオフェン誘導体における光励起ダイナミクス樹」第１９回光物性研究会、 2008. 12. 5-6 4.尾形明彦、鐘本勝一、唐沢力、橋本秀樹、「ポリヘキシルチオフェン／PCBM複合体の光伝導デバイスに対する光及び電場誘起吸収分光」日本物理学会第64回年次大会、立教大学、2009. 3. 27–30安井基晃，鐘本勝一，小澄大輔，橋本秀樹、「Bleaching信号からみた層状式共役高分子5.ポリチオフェン誘導体の光励起ダイナミクス」日本物理学会　第64回年次大会、立教大学、2009. 3. 27–30

研究概要
1.光合成色素カロテノイドのπ電子共役鎖の非線形光学応答に関する研究（藤原,山内,杉崎,橋本)光合成色素であるカロテノイドの非線形光学応答を理解するために，共役鎖長が異なる一連のβ-カロテン誘導体を有機化学合成法により調製し,π電子の非線形光学応答を調べた.実験方法としては第三次高調波発生分光法を用いた．また，時間摂動密度行列法による数値シミュレーションを行った.その結果,カロテノイドの非線形性が,最低一光子禁制状態への二光子共鳴ではなく，最低一光子許容励起状態への三光子共鳴によって引き起こされる事を明らかにした．これは極性置換基による非線形性発現メカニズムとはまったく異なるもので，新たな非線形性発現させ，さらには増大させる手法を開発したことを意味する．これらの結果は，これまでに我々が行ってきた超高速縮退四光波混合時間分解分光の結果と良い一致を示すことも明らかとなった．一連の研究成果を，学術論文[1,12,13]として発表した.
2.光合成色素カロテノイドのサブ20フェムト秒縮退四光波混合（杉崎,藤原,橋本）
光合成系における超高速・高効率エネルギー伝達とコヒーレンスとの関係を解明するために，過渡回折格子(TG)信号測定を行った．β-カロテンの共役鎖長が異なる一連の同族体を合成し、非線形光学応答のポリエン型式電子共役鎖長依存性を調べた．基底状態に結合する分子振動の位相緩和が，熱浴からの摂動によって主に引き起こされる事を明らかにし,各分子振動モードの位相緩和寿命を決定した.共役鎖長の短いカロテノイド分子では, C=C二重結合伸縮振動が主なエネルギー散逸のチャンネルとなっているのに対し，共役鎖長の長いカロテノイド分子では，C-C単結合伸縮やC-Me変角振動などの他の振動モードもエネルギー散逸チャンネルとして寄与していることを明らかにした．また，代表的カロテノイドであるβ-カロテンのTG信号に，強い励起波長依存性があることを見出した．プラウニアンモデルをもとに三次分極率の計算を行ったところ、実験結果をよく再現することが分かった．このことは，最低一光子許容励起状態S₂と一光子禁制励起状態S₁の間に，中間状態が存在することを強く示唆するものである．研究成果は学術論文[9-11,14,15]として発表した. 3.光合成アンテナ系色素蛋白複合体のコヒーレント分光計測（杉崎,藤原,橋本）光合成による励起エネルギー伝達過程において，伝達に関与する光合成色素と周辺蛋白の相互作用を正しく理解することにより，その失活過程が明らかになる．そのため紅色光合成細菌Rba. sphaeroides 2.4.1光合成膜，LH2アンテナ色素蛋白複合体，および主成分カロテノイドであるspheroideneのTG信号測定を行った．興味深い点として，コヒーレント分子振動の減衰時間が，これら3つの試料でほとんど変わらないことを見出した．このことは，光合成アンテナの励起エネルギー伝達過程において，非常に高効率であることを支持するものである．また，理論モデル計算を行ったところ，実験結果をよく再現することも分かった．研究成果の一部を，学術論文[16]として発表した．
4.光合成膜蛋白質の脂質二重層膜への再構築・二次元結晶化及び電子顕微鏡観察（藤井．橋
本）
脂質(Egg PC)にLH2, RC-LH1等の膜蛋白質を様々な割合で再構築する手法を確立した. Egg PCにRhodopseudomonas (Rps.) viridisのRC-LH1コア複合体を再構築した膜（人工光合成膜）及びRps. acidophilaのLH2アンテナ複合体を共に再構築した天然にはありえない組み合わせのヘテロな光合成膜蛋白質を持った人工光合成膜の電子顕微鏡観測を行うことに成功し, LH2アンテナ複合体のRC-LH1コア複合体に対する量比を増やしていくと伴に膜をフーリエ変換して得られる膜内の繰り返し配列が三角格子から正方格子へと変化することを発見した．フーリエ像の繰り返し距離の解析より，前者は13.5nmのコア複合体の配列,後者は8 nmのLH2複合体の配列であることがわかった．また，近赤外にあるコア複合体からの発光を，InGaAs検出器を用いて測定した．その結果，膜に再構築することにより，異種の光合成細菌から抽出したLH2アンテナ複合体からコア複合体へのエネルギー伝達が確かに行われること,またコアに対するLH2の量が増加するのに比例してコア1個当たりの蛍光量が増加することを世界で始めて明らかにした．電子顕微鏡観測より得られた配列の情報と，吸収・蛍光・蛍光励起スペクトルの情報より，二次元膜内におけるLH2からコア複合体へのエネルギー伝達モデルを作成し，シミュレーションを行った．これは，空間分解分光測定（顕微分光測定）に供するのに最適な系統的な試料となるとともに，このような解析方法は，時間分解・空間分解分光データの解析手段を確立する第一歩であると考えられる.
5.光合成光反応中心複合体のFT-IR分光測定（柴田、藤井、橋本）
カロテノイドを含むRCとカロテノイドを含まないRCのFT-IR差スペクトルを取得することで，X線結晶構造解析では観測することができない，RCに結合しているカロテノイド分子の動的構造を簡便な方法で抽出・解析することを目的として研究を行った．RCを自然乾燥させた状態，結晶，PVAに分散させた状態の３つの状態をATR法にて測定した．得られた差スペクトルのピークをβ-カロテンに関する文献情報を用いて経験的に帰属した. PVAに分散させる状態で最も良いS/Nで差スペクトルを得ることができた．その結果，カロテノイド分子の構造のねじれを経験的に予測することができた．研究成果の一部を， 2008年6月に沖縄にて開催された第15回国際カロテノイドシンポジウムにて発表を行い、 Poster Awardを受賞した.
6.光合成膜蛋白質の脂質二重層膜への再構築とその原子間力顕微鏡観察（須貝，橋本）
紅色光合成細菌Blc. viridisからLH1-RCコア複合体を単離し，脂質二重層膜Egg  PCに組み込んだ人工光合成膜を構築した．色素蛋白複合体の配列を観察するために，原子間力顕微鏡を用いて人工光合成膜のその場観察を行った．まず，脂質二重層膜を観察するにあたり，原子間力顕微鏡の性能の最適条件を調べた．ノンコンタクトモード，大気中観察において，大きさ~500 nm，高さ~15 nmの人工光合成膜を観察した．また，異種の細菌から取り出したコアおよび周辺アンテナ色素タンパク複合体を再構築し、同様の観察を行った.色素蛋白複合体の配列を同定するための高分解画像を得るために，よりソフトなカンチレバーの選定が必要であることが示唆された．今後も継続して最適条件の探索を行って行く予定である.
7.銀ナノ粒子の鉛フリーはんだ代替材への応用研究（丸山）
私たちの開発した銀ナノ粒子は，直径２ nm~30 nmをもち，表面が有機保護膜で被われるため，金属核が凝集せず独立に分散する．このナノ粒子粉末を200~350℃の温度で焼結すると,高融点の金属銀 (融点960℃) に変わるとともに,様々な材料に対して強く接合する.この特性を応用して，地球環境にやさしい「無鉛はんだ代替材」として銀ナノ粒子を利用するための基礎研究を行った．銀ナノ粒子粉末を樹脂状溶剤に一様分散させ、使いやすいペースト状に仕上げた．このナノ銀ペーストを用いて銅電極に焼結接合したシリコンダイオードは，鉛はんだで接合したダイオードと比較して，良好な順方向電流・電圧特性および熱伝導特性を示した．低温（-55℃）と高温（+150℃）の間の温度サイクル耐久試験も実施し, 3000サイクル後でも試作したダイオードの電気伝導および熱伝導特性はほとんど劣化しないという結果が得られ，高温鉛はんだ代替材として実用化できることを示した．研究成果は学術論文[6]として発表した.
教育・研究業績
学術論文
M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, K. Yanagi, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. 1. Hashimoto, "Large third-order optical nonlinearity realized in symmetric nonpolar carotenoids", Phys. Rev. B 78 , 161101(R)/1-4 (2008). 2. K. Nakagawa, S. Suzuki, R. Fujii, A. T. Gardiner, R. J. Cogdell, M. Nango, H. Hashimoto, "Probing the effect of the binding site on the electrostatic behavior of a series of carotenoids reconstituted into the light-harvesting 1 complex from purple photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum detected by stark spectroscopy", J. Phys. Chem. B 112 , 9467-9475 (2008). 3. D. Kosumi, M. Fujiwara, R. Fujii, R. J. Cogdell, H. Hashimoto, and M. Yoshizawa, "The dependence of the ultrafast relaxation kinetics of the S 2 and S 1 states in β -carotene homologs and lycopene on the conjugation length studied by femtosecond time-resolved absorption and Kerr-gate fluorescence spectroscopies", J. Chem. Phys. 130, 214506/1-8 (2008). Y. Yoshida, R. Miyamoto, T. Nishioka, H. Hashimoto, and I. Kinoshita "Compressed' Ice-Like 4. Structures between the molecular films comparable with ice phase III" Chem. Lett. 38, 366-367 (2008). 5. M. Obata, A. Kitamura, A. Mori, C. Kameyama, J.A. Czaplewska, R. Tanaka, I. Kinoshita, T. Kusumoto, H. Hashimoto, M. Harada, Y. Mikata, T. Funabiki and S. Yano, "Syntheses, structural characterization and photophysical properties of 4-(2-pyridyl)-1,2,3-triazole rhenium(I) complexes", Dalton trans. 25, 3292-3300 (2008). M. Maruyama, R. Matsubayashi, H. Iwakura, S. Isoda and T. Komatsu, "Silver nanosintering: a 6. lead-free alternative to soldering", Appl. Phys. A , 93 , 467-470 (2008). K. Nakagawa, A. Mizuno, S. Suzuki, R. Fujii, T. Dewa, A. T. Gardiner, R. J. Cogdell, M. Nango, and 7. H. Hashimoto, "Characterization by stark spectroscopy of reconstituted light-harvesting 1 complex of purple photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum with the polypeptides, bacteriochlorophyll a , and carotenoids", Carotenoid Science , 13 , 38-45 (2008). 8. D. Kosumi, H. Hashimoto, and M. Yoshizawa, "The S 1 relaxation kinetics of all- trans- β -carotene explored by two-photon excitation", Carotenoid Science , 13 , 49-52 (2008). M. Sugisaki, M. Fujiwara, and H. Hashimoto, "Transient grating signals from β-carotene: excitation 9. energy dependence", Carotenoid Science, 13, 53-58 (2008). M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, and H. Hashimoto, "Ultrafast dephasing processes in 10. β-carotene homologues", Carotenoid Science , 13 , 59-61 (2008). 11. M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Energy dissipation in the ground-state vibrational manifolds of β-carotene homologues: A sub-20-fs time-resolved transient grating spectroscopic study", Phys. Rev. B 77, 205118/1-10 (2008). 12. K. Yamauchi, M. Fujiwara, M. Sugisaki, and H. Hashimoto, "Third-harmonic maker fringe measurement of β-carotene homologues", Carotenoid Science 13, 62-64 (2008). M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, K. Yanagi, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. 13. Hashimoto, "Third-order optical nonlinearity of β-carotene homologues", Phys. Stat. Solidi (c) 6, (2009) S31-S33. Fujiwara, S.V. Nair, H.E. Ruda, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, Sugisaki, M. 14. M. "Spectrally-resolved transient grating signals from β-carotene in benzene solution", Phys. Stat. Solidi (c) 6, (2009) S34-S37. 15.  M. Fujiwara, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R. J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Ultrafast optical responses of β-carotene and lycopene probed by sub-20 fs time-resolved coherent spectroscopy", J. Lumin., in press. 16.  M. Sugisaki, M. Fujiwara, R. Fujii, K. Nakagawa, M. Nango, R.J. Cogdell, and, and H. Hashimoto, "Transient grating spectroscopy in photosynthetic purple bacteria Rhodobacter sphaeroides 2.4.1", J. Lumin., in press. 17. N. Chartterjee, D.M. Niedzwiedzki, K. Aoki, T. Kajikawa. S. Katsumura, H. Hashimoto, and H.A. Frank, "Effect of structural modifications on the spectroscopic properties and dynamics of the excited states of peridinin", Arch. Biochem. Biophys. 483, 146-155 (2009).
国際会議候
M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, l. "Specific Channel of Energy Dissipation in Carotenoids: Coherent Spectroscopic Study", in Ultrafast Phenomena XVI, Springer Series in Chemical Physics, vol. 92 , edited by P. Corkum, S. De Silvestri, K. A. Nelson, E. Riedle and R. W. Schoenlein, in press. 2. K. Nakagawa, S. Suzuki, R. Fujii, A. T. Gardiner, R. J. Cogdell, M. Nango, and H. Hashimoto "Probing the carotenoid in its binding site in a reconstituted LH1 complex from the photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum with electroabsorption spectroscopy" Proceedings of 14 th International Congress on Photosynthesis Research, Ch. 16, 297-300 (2008).
国際会議議演
M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, H. Hashimoto, and R. J. Cogdell, "Ultrafast dephasing l. processes in β-carotene homologues", 2008 APS March Meeting, 10-14 March, 2008, New Orleans, Louisiana, USA. 2. H. Hashimoto and R.J. Cogdell, "Current understanding of the photophysics of carotenoids", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008 (Plenary Lecture). R. Fujii, S. Shimonaka, N. Uchida, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, M. Sugisaki, and H. Hashimoto, 3. "Construction of hybrid photosynthetic units using peripheral and core antennae from two different species of photosynthetic bacteria", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008 ( Invited Lecture ). 4. R.J. Cogdell, H. Hashimoto, A.T. Gardiner, A.W. Roszak, H.A. Frank, and N.W. Isaacs, "A detailed 'Look' at the structure of carotenoids in photosynthetic pigment-protein complexes as determined by X-ray crystallography, with special reference to reaction centres and LH2 complexes from purple photosynthetic bacteria", The 15th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. H.A. Frank, N. Chatterjee, D.M. Niedzwiedzki, H. Hashimoto, K. Aoki, T. Kajikawa, and S. 5. Katsumura, "Effect of Structural Modifications on the Spectroscopic Properties and Dynamics of the Excited States of Peridinin", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. K. Nakagawa, N. Fukui, T. Nakano, T. Horibe, S. Suzuki, R. Fujii, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, H. 6. Hashimoto and M. Nango, "Probing the effect of the binding site on the electrostatic behavior of a series of carotenoids reconstituted into the light-harvesting 1 complex from purple photosynthetic bacterium Rhodospirillum rubrum detected by stark spectroscopy", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 7. D. Kosumi, K. Abe, H. Karasawa, M. Fujiwara, H. Hashimoto, and M. Yoshizawa, "Excitation energy dependence of the S 1 relaxation kinetics in all- trans - β -carotene explored by two-photon excitation", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 8. M. Sugisaki, M. Fujiwara, R. Fujii, K. Nakagawa, M. Nango, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Transient grating spectroscopy in Rhodobacter Sphaeroides 2.4.1", The 15th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. M. Sugisaki, M. Fujiwara, S.V. Nair, H.E. Ruda, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Spectrally- 9. resolved transient grating signal of β-carotene", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 10. A. Gall, M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, B. Robert and H. Hashimoto, "Resonance Raman spectroscopy of β-carotene homologues containing different π-conjugation lengths and side chain distributions", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 11. M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, K. Yanagi, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "A new optically-forbidden excited state in β-carotene homologues: investigated by third-harmonic generation spectroscopy", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 12. M. Fujiwara, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Sub-20 fs time-resolved degenerate four-wave mixing spectroscopy of β-carotene and lycopene", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. R. Fujii, N. Wakatake, S. Shimonaka, Q.-D. Chen, M. Sugisaki, A. T. Gardiner, R.J. Cogdell, and H. 13. Hashimoto, "Femtosecond time-resolved absorption spectra of photosynthetic membranes from a purple bacterium Blastochloris ( Rhodopseudomonas ) viridis " , The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 14. A.W. Roszak, A.T. Gardiner, V. Moulisova, A.D. Putranto, R. Fujii, H. Hashimoto, N.W. Isaacs, and R.J. Cogdell, "Structure of the carotenoid bound to the reaction centre from Blastochloris viridis", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 15. E. Shibata, R. Fujii, and H. Hashimoto, "FT-IR difference spectrum of a 15- cis carotenoid bound to the reaction centre from a purple photosynthetic bacterium Rhodobacter sphaeroides", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 16. T. Horibe, K. Nakagawa, T. Kusumoto, S. Suzuki, R. Fujii, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, M. Nango, and H. Hashimoto, "Electroabsorption spectroscopy of native and reconstituted LH1-complexes from purple photosynthetic bacterium Rs. rubrum S1", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 17. T. Kusumoto, T. Horibe, T. Kajikawa, K. Aoki, S.R. Shanker, T. Iwashita, S. Katsumura and H. Hashimoto, "Stark Spectroscopy of Peridinin and its derivatives", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 18. T. Kusumoto, R. Fujii and H. Hashimoto, "π-Conjugation Chain Length Dependence of the Dication State of Polar Carotenoid Analogues Measured by Nanosecond Time-resolved Absorption Spectroscopy", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 19. T. Kusumoto, T. Hashimoto, R. Fujii, M. Sugisaki and H. Hashimoto, "Femtosecond Time-resolved absorption spectroscopy of a polar carotenoid analogue, 2-(all- trans -retinylidene) indan-1,3-dione", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 20.  T. Kajikawa, K. Aoki, T. Iwashita, N. Chatterjee, H.A. Frank, T. Kusumoto, H. Hashimoto, and S. Katsumura, "Syntheses of peridinin analogues toward elucidation of its highly efficient energy transfer mechanism in photosynthesis", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. K. Saito, H. Hashimoto, "Coherent dynamics of excitation-energy transfer in photosynthetic purple 21. bacteria described by global theory", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 22. I. Kinoshita, T. Nishioka, M. Hirotsu and H. Hashimoto, "The interaction of macrocyclic Ag and Cu complexes with carotenoid", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 23. T. Nakano, N. Fukui, K. Nakagawa, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, R. Fujii, H. Hashimoto, and M. Nango, "Reconstitution of light-harvesting 1 complexes from purple photosynthetic bacterium Rhodospirilium ruburum separately isolated polypeptides (LH1-α and with (LH1-β), bacteriochlorophyll a , and carotenoid", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 24.   N. Fukui, A. Mizuno, T. Nakano,    K. Nakagawa, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, R. Fujii, H. Hashimoto, and M. Nango, " Reconstitution of antenna light-harvesting 1 complexes from the purple bacterium Rhodobacter sphaeroides with LH1 polypeptides, bacteriochlorophyll a , and carotenoid: carotenoid specificity", The 15 th International Symposium on Carotenoids, Hotel Moonbeach, Okinawa, Japan, 22-27 June, 2008. 25. M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R. J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Specific Channel of Energy Dissipation in Carotenoids: Coherent Spectroscopic Study", No: MON5I.3, XVI International Conference on Ultrafast Phenomena, June, 2008, Stresa, Italy. 26.  M. Fujiwara, M. Sugisaki, A. Gall, B. Robert, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Ultrafast optical responses of β-carotene and lycopene probed by sub-20 fs time-resolved coherent spectroscopy", The 15 th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter (ICL'08), Lyon, France, 7-11 July, 2008. 27. M Sugisaki, M Fujiwara, R Fujii, K Nakagawa, M Nango, R.J. Cogdell, and Hideki Hashimoto, "Vibronic coherence of photosynthetic pigments", The 15th International Conference on Luminescence and Optical Spectroscopy of Condensed Matter (ICL'08), Lyon, France, 7-11 July, 2008. 28. M. Fujiwara, K. Yamauchi, M. Sugisaki, K. Yanagi, A. Gall, B. Robert, R. J. Cogdell, and H. "Third-Order Optical Nonlinearity of β-Carotene Homologues Investigated Hashimoto, by Third-Harmonic Generation Spectroscopy", International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA), Edmonton, Alberta, Canada, 20-25 July, 2008. 29. M. Sugisaki, M. Fujiwara, S.V. Nair, H.E. Ruda, R.J. Cogdell, and Hideki Hashimoto, "Spectrally-resolved transient grating signal of β-carotene", International Conference on Optical, Optoelectronic and Photonic Materials and Applications (ICOOPMA), Edmonton, Alberta, Canada, 20-25 July, 2008. 30. M. Hatasa, O. Goto, T. Sakurai, K. Fujii, T. Dewa, K. Iida, H. Hashimoto, and M. Nango, "Self-assembly of light-harvesting complexes on various electrodes for construction of an artificial photosynthetic system", 17 th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy, 28 July - 1 August, 2008, Sydney, Australia. 31. T. Joke, Y. Takeuchi, S. Ishigure, S. Osaka, T. Dewa, Y. Amao, H. Hashimoto, and M. Nango, "Molecular Assembly of Chlorophyll Complexes on Electrodes for Construction of an Artificial Photoenergy Conversion System", 17th International Conference on Photochemical Conversion and Storage of Solar Energy, 28 July - 1 August, 2008, Sydney, Australia. 32.  H.  Hashimoto,  M.  Sugisaki,  M.  Fujiwara,  and  R.J.  Cogdell,  "Sub-20-fs  coherent  spectroscopy  of carotenoids", ESF Workshop "Novel methods in exploring carotenoid excited state dynamics", Nove Hrady, Czech Republic, 21-25 September, 2008. 33. D. Kosumi, K. Abe, H. Karasawa, M. Fujiwara, H. Hashimoto, and M. Yoshizawa, "Ultrafast relaxation kinetics of all-trans-carotenoid explored by linear and nonlinear excitations", ESF Workshop "Novel methods in exploring carotenoid excited state dynamics", Nove Hrady, Czech Republic, 21-25 September, 2008. 34. S. Osaka, K. Shimoyama, O. Goto, M. Hatasa, T. Dewa, K. Iida, H. Hashimoto, and M.  Nango, "Self-assembly of light-harvesting core complexes on electrodes for construction of an artificial photosynthetic system", 20 th Korea-Japan Joint Forum, Chitose Institute of Science and Technology (CIST), Hokkaido, Japan, 23-25 October, 2008. Y. Nishikawa, M. Hirotsu, T. Nishioka, H. Hashimoto, and I. Kinoshita, "Coordination Ability of a 35. Thiacalix[3]pyridine Copper Unit toward Olefins", 15 th International SPACC Symposium, Osaka, Japan, 20 November 2008. 36. M. Maruyama and T. Komatsu, "Silver nanosintering and a lead-free alternative to soldering: an application of nanoparticles passivated with alkoxides", 15 th International SPACC Symposium, Osaka, Japan, 20 November 2008. 37. H. Hashimoto, "Solar to Fuels; Natural Tactics of Solar Energy Conversion by Photosynthesis", 15th International SPACC Symposium, Osaka, Japan, 20 November 2008 （SPACC賞受賞記念基調講演） M. Sugisaki, M. Fujiwara, S.V. Nair, H.E. Ruda, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Spectrally- 38. resolved transient grating signal of β-carotene", Light-Harvesting Processes (LHP2009), Banz Monastery, Germany, March 10-14, 2009. 39. T. Kusumoto, T. Horibe, T. Kajikawa, K. Aoki, S.R. Shanker, T. Iwashita, S. Katsumura and H. Hashimoto, "Stark Spectroscopy of Peridinin and Peridinin Analogues", Light-Harvesting Processes (LHP2009), Banz Monastery, Germany, March 10-14, 2009. 40.  T. Kusumoto, R. Fujii, D. Kosumi and H. Hashimoto, "π-Conjugation Chain Length Dependence of the Dication State of Polar Carotenoid Analogues Measured by Nanosecond Time-resolved Absorption Spectroscopy", Light-Harvesting Processes (LHP2009), Banz Monastery, Germany, March 10-14, 2009. 41. T. Kusumoto, D. Kosumi, T. Hashimoto, R. Fujii, M. Sugisaki and H. Hashimoto, "Femtosecond Time-resolved Absorption Spectroscopy of a Polar Carotenoid Analogue, 2-(all- trans -retinylidene) indan-1,3-dione in Various Solvents", Light-Harvesting Processes (LHP2009), Banz Monastery, Germany, March 10-14, 2009. 42. Y. Sugai, M. Sugisaki, M. Fujiwara, R. Fujii, R.J. Cogdell, and H. Hashimoto, "Transient Grating Spectroscopy in Rhodobacter Sphaeroides 2.4.1", Light-Harvesting Processes (LHP2009), Banz Monastery, Germany, March 10-14, 2009.
学会・研究会講演
中川勝統,中野翼,福井直美,出羽毅久,藤井律子,橋本秀樹,南後守, ｢紅色光合成細l.菌のアンテナ系LH1複合体の再構成とStark分光による機能評価」,第8回日本光合成研究会公開シンポジウム, 2008年5月30日～5月31日,名古屋大学. A.W. Roszak, A.T. Gardiner, V. Moulisova, A.D. Putranto, R. Fujii, H. Hashimoto, N. W. Isaacs, and 2. R. J. Cogdell, "Structure of Reaction Centre Carotenoid in Blastochloris viridis",第22回カロテノイド研究談話会， 2008年6月28日～ 6月29日，ホテルムーンビーチ.柴田江身子,藤井律子,橋本秀樹, 「紅色光合成細菌の光反応中心に結合した15-cisカ3.ロテノイドのFT-IR差スペクトル」，第22回カロテノイド研究談話会，2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ.堀部智子,中川勝統,楠本利行,鈴木聡,藤井律子, A.T. Gardiner, R.J. Cogdell, 南後守, 4.橋本秀樹, 「紅色光合成細菌Rs. rubrum S1株由来のLH1複合体の電場変調吸収分光測定:  χ依存性の測定」，第22回カロテノイド研究談話会，2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ. 5.楠本利行,堀部智子,梶川敬之,青木一良, R.S. Singh,岩下孝,勝村成雄,橋本秀樹, 「ペリジニン及びその誘導体の竜場変調吸収分光」，第22回カロテノイド研究談話会，2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ.杉崎満，藤原正澄，藤井律子，中川勝統，南後守，橋本秀樹，「 Rhodobacter sphaeroides 6. 2.4.1における過渡回折格子信号」，第22回カロテノイド研究談話会， 2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ. 7.藤井律子,下中奨三,内田直子, A.T.  Gardiner, R.J.  Cogdell,杉崎満,橋本秀樹, 「異種の光合成細菌由来のアンテナ及びコア複合体をもつ再構成光合成膜の創製」，第22回カロテノイド研究談話会， 2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ. 8.中川勝統,福井直美,中野翼,堀部智子,出羽毅久,藤井律子,橘本秀樹,南後守, 「共役二重結合鎖数の異なるカロテノイドを用いた光合成細菌のアンテナ系LH1複合体の再構成とその評価」，第22回カロテノイド研究談話会，2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ中野翼,福井直美,中川勝統,出羽毅久,藤井律子,橋本秀樹,南後守, 「Rs. rubrumのア9.ンテナ系タンパク質／色素複合体のカロテノイドを含む再構成」，第22回カロテノイド研究談話会， 2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ10. 福井直美,中野翼,中川勝統,出羽毅久,藤井律子,橘本秀樹,南後守, 「Rb. sphaeroides由来のアンテナ系タンパク質／色素複合体のカロテノイドを含む再構成」，第22回カロテノイド研究談話会，2008年6月28日～6月29日，ホテルムーンビーチ11.中川勝統,中野翼,福井直美,出羽毅久,藤井律子,橋本秀樹,南後守,「光合成細菌のアンテナ系複合体でのカロテノイド分子結合サイトの検討」，第18回バイオ・高分子シンポジウム, 2008年7月25日～7月26日，上智大学. 12.中川勝統,中野翼,福井直美,出羽毅久,藤井律子,橘本秀樹,南後守,「光合成アンテナ系LH1複合体中のカロテノイド色素のプローブ効果」，2008年光化学討論会，2008年9月11日～ 9月13日，大阪府立大学. 13. 斉藤圭克,橋本秀樹,「包括的理論によって記述される光合成における励起エネルギー移動のコヒーレントダイナミクス」，2008年光化学討論会，2008年9月11日～9月13日，大阪府立大学. 14.小澄大輔,阿部健太,藤原正澄,藤井律子,橘本秀樹,吉澤雅幸, 「フェムト秒時間分解発光及び吸収分光によるカロテノイド類における超高速緩和過程の研究」，2008年光化学討論会，2008年9月11日～9月13日，大阪府立大学. 15.小澄大輔，阿部健太，唐沢宏誌，藤原正澄，橋本秀樹，吉澤雅幸，「2光子励起フェムト秒時間分解吸収分光を用いたβ-caroteneの超高速緩和過程の研究」，分子科学討論会2008, 2008年9月24日～9月27日，福岡国際会議場. 16. 斉藤圭克,橋本秀樹, 「フェルスター極限と励起子極限をつなぐ包括的理論により記述される光合成における励起移動」，分子科学討論会2008，2008年9月24日～9月27日，福岡国際会議場17.藤原正澄,山内健聖,杉崎満,橋本秀樹, 「一次元π共役分子の三次非線形光学特性」,日本物理学会2008年秋季大会, 2008年9月20日～9月23日，岩手大学. 18. 杉崎満，藤原正澄，橋本秀樹，「紅色光合成細菌Rba. sphaeroides 2.4.1における縮退四光波信号」，日本物理学会2008年秋季大会，2008年9月20日～9月23日，岩手大学． 19. 楠本利行,堀部智子,梶川敬之,青木一良, R.S.  Singh,岩下孝,勝村成雄,橋本秀樹, 「ペリジニン及びその誘導体の電場変調吸収分光」，日本物理学会 2008年秋季大会，2008年9月20日～9月23日,岩手大学. 20. 斉藤圭克,橋本秀樹, ｢光合成における励起エネルギー移動のコヒーレントなダイナミクスを記述する包括的理論」，日本物理学会 2008年秋季大会，2008年9月20日～9月23日，岩手大ホ21. 中川勝統,中野翼,福井直美,出羽毅久,藤井律子,橋本秀樹,南後守, ｢光エネルギー変換素子としてのタンパク質／色素超分子複合体の構造形成と機能評価」,第57回高分子討論会, 2008年9月24日～9月26日,大阪市立大. 22.斉藤圭克,橋本秀樹, 「光合成における励起エネルギー移動理論:コヒーレントとインコヒーレント極限をつなぐ」，第46回日本生物物理学会年会，2008年12月3日～12月5日，福岡国際会議場. 23.楠本利行,小澄大輔,殿内規之,杉崎満,橋本秀樹,「極性カロテノイド類のフェムト秒時間分解吸収分光の共役鎖長依存性」，第19回光物性研究会，2008年12月5日～12月6日，大阪市立大学. 24.柴田江身子,藤井律子,橋本秀樹, 「紅色光合成細菌の光反応中心タンパク複合体のFT-IR分光測定」，第19 回光物性研究会，2008年12月5～6日，大阪市立大学. 25. 堀部智子、中川勝統、楠本利行、鈴木聡、藤井律子、A.T.  Gardiner, R.J.  Cogdell、南後守、橋本秀樹, 「再構成LH1複合体中のスピリロキサンチンの電場変調吸収分光のx依存性」 , 第19回光物性研究会，2008年12月5日～12月6日，大阪市立大学. 26.松林良,岩黒弘明,丸山稔,小松晃雄,磯田正二,「銀ナノ粒子ペーストを用いた焼結接合と半導体接合への適用」, Mate 2009, 2009年1月29日,横浜. 27.喜多麻美子,藤井律子,伊波匡彦,橋本秀樹, 「オキナワモズク盤状体由来のフコキサンチン-クロロフィルalc蛋白質(FCP)の単離,第50回日本植物生理学会, 2009年3月21日～3月24日，名古屋大学. 28. 楠本利行、小澄大輔、殿内規之、杉崎満、橋本秀樹，「極性カロテノイド類のフェムト秒時間分解吸収分光の共役鎖長依存性」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～ 3月30日，立数学院池袋キャンパス. 29.杉崎満，藤原正澄，橋本秀樹，「β-カロテンにおける断熱ポテンシャルの非調和性」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日，立教学院池袋キャンパス. 30.殿内規之，須貝祐子，藤井律子，小澄大輔，吉澤雅幸，杉崎満，橋本秀樹，「パルス繰り返しに同期したフェムト秒広帯域検出システムの構築と光合成初期過程への応用」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日，立教学院池袋キャンパス. 31.楠本利行、小澄大輔、殿内規之、杉崎満、橋本秀樹、「極性カロテノイド類のフェムト秒時間吸収分光の共役鎖長依存性」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日，立教学院池袋キャンパス. 32.斉藤圭克,橋本秀樹, 「光合成における励起エネルギー移動のコヒーレントなダイナミクスを記述する包括的理論II」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日,立教学院池袋キャンパス. 33.中村亮介,中川勝統,堀部智子,橋本秀樹,南後守,吉澤雅幸, 「再構成されたLHI複合体の光反応初期過程」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日，立教学院池袋キャンパス. 34.吉澤雅幸，小澄大輔，中村充介，藤原正澄，橋本秀樹，「β-カロテンSı励起状態の振動選択励起後の過渡吸収スペクトル」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～3月30日，立教学院池袋キャンパス. 35. 須貝祐子，藤井律子，杉崎満，南後守，橋本秀樹，「原子間力顕微鏡による光合成色素アンテナ系タンパク複合体を組み込んだ再構成膜のその場観察」,日本化学会第89回春年会, 2009年3月27日～3月30日,日本大学船橋キャンパス. 36. 後藤修,畑佐幹男,明川心咲,原田香織,飯田浩史,出羽毅久,橋本秀樹,南後守, 「光合成アンテナ系タンパク質/色素複合体の基板上へのパターン化」，日本化学会第89回春年会，2009年3月27日～ 3月30日，日本大学船橋キャンパス. 37.酒井俊克,中川勝統,中野翼,福井直美,中島彩乃,出羽毅久,山下啓司,橋本秀樹，南後守，「光合成アンテナ系LH1複合体のタンパク質、バクテリオクロロフィルとカロテノイド色素の再構成」，日本化学会第89回春年会，2009年3月27日～ 3月30日，日本大学船橋キヤンパス. 38. 葛谷廣太郎，情家崇志，竹内祥人，石樽修一，鐘本勝一，杉崎満，出羽毅久，山下啓司，橋本秀樹，南後守，「光合成アンテナタンパク質色素複合体の電子伝達のモデル化」，日本化学会第89回春年会，2009年３月27日～3月30日，日本大学船橋キャンパス. 39.佐々木伸明,角野歩,出羽毅久,橋本秀樹,南後守, 「光合成アンテナ･反応中心複合体の脂質二分子膜への導入と原子問力顕微鏡での直接観察」，日本化学会第89回春年会，2009年３月27日～3月30日，日本大学船橋キャンパス. 40. 中川勝統,堀部智子,酒井俊亮,中島彩乃,藤井律子,橘本秀樹,南後守, 「光合成細菌のアンテナ系LH1複合体のStark分光とカロテノイド分子の構造解析」、平成20年度生物物理学会中部支部講演会，2009年3月31日，名古屋大学東山キャンパス.

1. Richard J. Cogdell, A. T. Gardiner, M. Gabrielsen, J. Southall, A. W. Roszak, N. W. Isaacs, R. Fujii and H. Hashimoto, "The Structure of Purple Bacterial Antenna Complexes", In: Petra Fromme (Ed.), Photosynthetic Protein Complexes A Structural Approach , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim (2008), pp. 325-340.
学位論文
修士論文
柴田江身子：「紅色光合成細菌の光反応中心色素蛋白複合体のFT-IR分光測定」. 1.
博士論文
藤原正澄:「Coherent light-matter interaction in π-conjugated molecules and their assembly」. 1.
研究助成金取得状況
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.橋本秀樹：科学技術振興機構・CREST「光合成初期反応のナノ空間光機能制御」2,400万円.橋本秀樹：科学技術振興機構・受託研究「『科学技術による地域活性化戦略』に関する研究調査」270万円.橋本秀樹：日本学術振興会・基盤研究A「人工光合成色素蛋白複合体超分子配列の機能統御」 800万円.橋本秀樹：日本学術振興会・基盤研究A「1-100TH z超広帯域・擬似CW単色テラヘルツ波源システムの開拓」200万円.橋本秀樹：日本学術振興会・基盤研究B「励起状態の振動制御による光合成系エネルギー伝達過程の高効率化の研究」80万円.橋本秀樹：日産科学振興財団「光合成活用発電システムの構築と機能解析」1,000万円.杉﨑満:学術振興会・基盤研究B「光合成色素蛋白超分子複合体のコヒーレント制御」180万円.杉﨑満：学術振興会・萌芽研究「近紫外～近赤外をギャップなしでカバーするサプ20フエムト秒光パルスシステムの開発」50万円.杉﨑満：関西エネルギー・リサイクル科学研究振興財団・試験研究助成「大面積光受光9.素子創製に向けた半導体量子細線の高密度配列技術の確立」95万円. 10. 藤井律子：学術振興会・若手研究A「時間分解X線構造解析・分光法によるカロテノイドの光保護分子メカニズムの解明」810万円. 11.丸山稔：学術振興会・基盤研究C「結晶の平衡形・成長形・融解形の間に生じる非対称の解明」 91万円. 12.丸山稔：受託研究・新電元工業株式会社「複合銀ナノ粒子の物性評価」300万円. 13. 小澄大輔：日本学術振興会・特別研究員奨励費「極超短光パルスを用いた光合成系エネルギー伝達機構の解明とコヒーレント制御」 80万円
海外出張および海外研修
1. 橋本秀樹：英国（グラスゴー大学・シェフィールド大学）, 2008年8月27日～9月9日,グラスゴー大学，およびEPSRC主催への出席（招待）と日産科学振興財団2008年度・特別研究課題「光合成活用発電システムの構築と機能解析」に関する研究打ち合わせの為.橋本秀樹:チェコ(Nove Hrady),英国(グラスゴー大学), 2008年9月20日～9月29日, 2. European Science Foundation (ESF) Dyna Carotenoid meeting 2008への出席（招待講演）, 「光合成初期反応のナノ空間光機能制御」に関する研究打ち合わせの為.橋本秀樹：フランス（CEA-Saclay生物物理学研究所），2008年12月3日～12月8日，光3.合成アンテナを用いた太陽電池開発に関する共同研究の打合せの為.橋本秀樹:イギリス,アメリカ合衆国, 2009年1月15日～1月29日,太陽光発電に関する4.調査研究.橋本秀樹:ドイツ,ハンガリー, 2009年3月9日～3月19日, Light-Harvesting Processes 2009 5.への参加発表とPecs大学におけるカロテノイドの物性研究に関する共同研究打合せおよび講演.杉﨑満:フランス（リョン大学）, 2008年7月6日～ 7月13日，第15回ルミネッセンス国際6.会議（ICL08）に出席し研究発表.杉﨑満:カナダ(アルバータ大学・トロント大学) , 2008年7月19日～7月31日, ICOOPMA08 7.に出席し研究発表，およびトロント大学ナノテクノロジ一研究所において共同研究. 8.須貝祐子：ドイツ, 2009年3月9日～3月16日,蛋白質の光誘起ダイナミクスに関する国際会議（Light-Harvesting Processes 2009）での研究発表及び討論. 9.小澄大輔:チェコ(Nove Hrady)，英国(グラスゴー大学)，2008年9月20日～9月29日， European Science Foundation (ESF) Dyna Carotenoid meeting 2008への出席.
その他
1. 橋本秀樹：平成20年度基礎錯体化学研究会賞(SPACC賞)受賞柴田江身子：第15回国際カロテノイドシンポジウムPoster Award受賞2. "The 15 th International Symposium on Carotenoids" 開催，2008年6月22～27日，ホテルムーン3.ビーチ(沖縄). ''3rd International Conference on Photo-Induced Phase Transitions and Cooperative Phenomena'' 4.開催，2008年11月11～15日，大阪市立大学学術情報センター. 5. “The 15th International SPACC Symposium”開催，2008年11月20日，ホテルメトロthe21（大阪）. 「太陽光エネルギーの有効利用に関するワークショップ」開催，2008年12月15日，大阪6.市立大学文化交流センターホール.橋本秀樹：日本カロテノイド研究会幹事役員，Carotenoid Science編集委員長7.橋本秀樹：国際カロテノイド学会Council Member, Secretary 8.

研究概要
1.超流動へリウムにおける援動物体による量子乱流遷移と抗力（坪田、藤山）
本学超低温物理研究室では、超流動‘He中で超伝導振動細線による量子乱流の研究を行っている。この物理の研究は世界的に行われており、振動する物体の形状（球、細線、格子など）やサイズ等に依存しない普遍的な乱流遷移の挙動が観測されている。この乱流遷移は、通常は、液体中に残余する量子渦が振動物体により増幅されたものと考えられている。前年に引き続き、この問題の理論的および教値解析的研究を行った。特に今年は、振動物体が受ける抗力の計算を、量子渦糸の運動から求めた。得られた抗力係数は実験結果のオーダーを良く再現し、この振動物体が作る量子乱流でも、古典乱流との類似性が示されることとなった。
2.ボース・アインシュタイン装箱体の時空アナロジー (坪田)
ボース疑縮体を用いて、宇宙論における根本的な問題を検証しようとする試みが世界的に行われている。例えば、ホーキング輻射は、ホーキングが1974年に理論的に予言し、プラックホールが一方的に物質を吸い込むだけではなく、時空の地平線における量子力学的零点振動のためにプランク分布に従う輻射を出すというものだが、これが宇宙物理の枠組で観測・検証される可能性は無い。しかし、中性原子ボース凝縮体や超流動ヘリウムを用いれば観測の可能性がある。我々は曲がった時空の場の量子論を、 Bogoliubov-de Gennes (BdG)方程式により調べ、曲がった時空からの準粒子放出の定式化を得た。また、膨張収縮を繰り返すボース凝縮体に対して、巨視的波動関数に対するGross-Pitaevskii方程式と準粒子に対するBdG方程式を教値的に解き、準粒子が確かに放出され、そのエネルギー分布がボルツマン分布に従うことを示した。
3. 回転する2成分ボース・アインシュタイン複縮体の量子満シート（坪田）
我々は以前、回転する２成分ボース凝縮体における多彩な渦構造を調べ(K. Kasamatsu, M. Tsubota, M. Ueda, Phys. Rev. Lett.91, 150406 (2003) )、その中で我々が予言した四角格子はアメリカのグループにより観測された。ここではさらに２成分間の斥力相互作用が強い場合に限定し、その量子渦状態を調べた。その結果種々のパラメータに依存し、渦シート等多彩な構造が現れることを見いだした（右図）。これらは実験で観測される可能性が十分にある。 1. W. P. Halperin, M. Tsubota、 Progress in Low Temperature Physics Vol.16, Elsevier (2008) .
学術論文
1.M. Yasunaga and M. Tsubota, "Spin echo in spinor dipolar Bose-Einstein condensates" Phys. Rev. Lett. 101 , 220401 (2008). 2. M. Tsubota, "Quantum turbulence" (Invited Review Article) J. Phys. Soc. Jpn. 77, 111006 (2008). 3. Y. Kurita, M.Kobayashi, T. Morinari, M. Tsubota and H. Ishihara,"Spacetime analogue of Bose-Einstein condensates: Bogoliubov-de Gennes formulation" Phys. Rev. A. 79, 043616 (2 009). 4. H. Takeuchi, K. Kasamatsu and M. Tsubota, " Spontaneous radiation and amplification of K elvin waves on quantized vortices in Bose-Einstein condensates" Phys. Rev. A 79, 033619 (2009). 5. S. Fujiyama and M. Tsubota, "Drag force on an oscillating object in quantum turbulence" Phys. Rev.B 79, 094513 (2009). 6. K. Kasamatsu and M. Tsubota, "Vortex sheet in rotating two-component Bose-Einstein cond ensates" Phys. Rev. A 79, 023606 (2009). “Quantum 7. M. Tsubota, turbulence: from superfluid helium to atomic Bose-Einstein condensates"(Invited Review Article)  Contemporary Physics 50, 463-475 (2009). 8. H. Azuma and M. Tsubota,  "Numerical study of turbulent surface waves on cryogenic fluids"  J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032008 (2009). 9. S. Fujiyama and M. Tsubota,  "Numerical simulation on quantum turbulence created by an oscillating" J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032021 (2009). 10. M. Kobayashi, Y. Kurita, T. Morinari, M. Tsubota and H. Ishihara, "Particle creation in Bose-Einstein condensates: Numerical analysis of the Bogoliubov-de Gennes equation for trapped ultracold atoms"  J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032044 (2009). 11. R. Numasato and M. Tsubota, "Numerical analysis of two-dimensional quantum turbulence"  J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032074 (2009). 12. H. Takeuchi and M. Tsubota,  "Donnelly-Glaberson instability exciting Kelvin waves in atomic Bose-Einstein condensates"  J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032105 (2009). 13. M. Yasunaga and M. Tsubota, "Magnetic resonance, especially spin echo, in spinor Bose-Einstein condensates" J. Phys.: Conf. Ser. 150, 032127 (2009). 14. M. Tsubota, "Quantum turbulence--from superfluid helium to atomic Bose-Einstein condensates" J. Phys.: Condens. Matter 21, 164207 (2009). 15. K. Kasamatsu and M, Tsubota, "Quantized vortices in atomic Bose-Einstein condensates"(I nvited Review Article), Prog. Low Temp. Phys., eds. W. P. Halperin and M. Tsubota (Else vier, Amsterdam, 2008) Vol.16, 351-403. 16. M. Tsubota and M. Kobayashi, "Energy spectra in quantum turbulence"(Invited Review A rticle), Prog. Low Temp. Phys., eds. W. P. Halperin and M. Tsubota (Elsevier, Amsterdam, 2008) Vol.16, 1-43.
国際会議職演
1. M. Tsubota, Numerical Simulation of Counterflow Turbulence (Invited), Workshop on Topics in Quantum Turbulence, Trieste, Italy, 2009.3.16-20. 2. M. Tsubota, Computations on Vibrating Structures (Invited), Workshop on Topics in Quantum Turbulence, Trieste, Italy, 2009.3.16-20. 3. M. Tsubota, Computations Based on the Gross-Pitaevskii model (Invited),Workshop on Topics in Quantum Turbulence, Trieste, Italy, 2009.3.16-20. 4. M.Tsubota,  Quantum Turbulence (Invited), International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008, Nagoya, Japan, 2008.11.27-29. 5. M. Tsubota, Numerical studies of quantum turbulence (Invited), Workshop on Visualizing Thermo-Fluid Dynamics at Low Temperatures, San Antonio, USA, 2008.11.20-21. 6. M. Kobayashi, Y. Kurita, T. Morinari, M. Tsubota and H. Ishihara, Particle Creation in Bose-Einstein Condensates: Numerical Analysis for Trapped Ultra cold Atoms International Conference on Frontiers of Degenerate Quantum Gases Tsinghua University, Beijing, China, 2008. 10. 20 - 24. 7. M. Tsubota, Quantum Turbulence -from Superfluid Helium to Atomic Bose-Einstein Condensates- (Invited),   Workshop "Inertial-Range Dynamics and Mixing", Cambridge, UK, 2008. 9. 29 - 10. 3. 8. M. Tsubota, Quantized Vortices in Atomic Bose-Einstein Condensates (Invited),The 9th International Symposium on Foundations of Quantum Mechanics in the Light of New Technology (ISQM-TOKYO'08), Hatoyama, Japan, 2008.8.25-28. 9. S. Fujiyama and M. Tsubota, Numerical simulation of a force on an oscillating object driven by a superfluid: Generation of QT by oscillating structures, Workshop on current problems in Quantum Turbulence, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. M. Kobayashi and M. Tsubota, Analysis of Self-similar Reconnecting Dynamics of 10. Quantized Vortices: Visualization of quantum turbulence, Workshop on current problems in Quantum Turbulence, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. M. Yasunaga and M. Tsubota, Spin Echo in Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensates: 11. Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. H. Takeuchi and M. Tsubota, Donnelly--Glaberson Instability in Atomic Bose--Einstein 12. condensates at T=0 K, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 13. R. Numasato, M. Tsubota, Numerical Analysis of Two-Dimensional Quantum Turbulence, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 14. Y. Kurita, M. Kobayashi, T. Morinari, M. Tsubota and H. Ishihara, Particle creation in Bose-Einstein Condensates: an analogue of Hawking radiation, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 15. M. Kobayashi and M. Tsubota, Analysis of Self-similar Reconnecting Dynamics of Quantized Vortices, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 16. S. Fujiyama and M. Tsubota, Numerical simulation on quantum turbulence created by an oscillating object, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 17. H. Azuma and M. Tsubota, Numerical study of turbulent surface waves on cryogenic fluids, Frontiers of Low Temperature Physics, Royal Holloway University of London, United Kingdom, 2008. 8. 14 - 17. 18. M. Kobayashi, Y. Kurita, T Morinari, and M. Tsubota and H. Ishihara, Particle Creation in Bose-Einstein Condensates: Numerical Analysis of the Bogoliubov-de Gennes Equation for Trapped Ultracold Atoms, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. 19. H. Takeuchi and M. Tsubota, Donnelly-Glaberson Instability Exciting Kelvin waves in Atomic Bose-Einstein condensates, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. 20. R. Numasato and M. Tsubota, Numerical Analysis of Two-Dimensional Quantum Turbulence, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. M. Yasunaga and M. Tsubota, Spin Echo on Spinor Dipolar Bose-Einstein Condensates, 21. 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. 22. S. Fujiyama and M. Tsubota, Numerical simulation on quantum turbulence created by an oscillating object, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. Y. Kurita, M Kobayashi, T. Morinari, H. Ishihara and M. Tsubota, Particle Creation in 23. Bose-Einstein Condensates: Theoretical Formulation Based on the Bogoliubov-de Gennes Equations, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. 24. Hidenori Azuma and Makota Tsubota, Numerical Study of Turbulent Surface Waves on Quantum Fluids, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. M. Tsukamoto, K. Harada, and N. Kawashima, Quantum Monte Carlo simulation of S=1/2 25. Heisenberg model with Four Spin Interaction, 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13. Makota Tsubota, Quantum Turbulence -from Superfluid Helium to Atomic Bose-Einstein 26. Condensates-(Half-plenary talk), 25th international conference on Low Temperature Physics, Amsterdam, Netherlands, 2008. 8. 6 - 13.
学会・研究会講演
1.塚本光昭、坪田誠,ランダムポテンシャル中のボース・ハバードモデルの量子モンテカルロ計算、日本物理学会、第64回年次大会、立教大学、立教池袋中学・高校、2009. 3. 27-30 2.藤山将士、坪田誠，量子乱流を生成する振動物体に働く抗力，日本物理学会、第64回年次大会、立教大学、2009. 3. 27–30 3.安永昌司、坪田誠、スピノールBECにおけるジョセフソン効果と２次ゼーマン効果,日本物理学会、第64回年次大会、立教大学、2009. 3. 27–30 2次元量子乱流II， 日本物理学会、第64回年次大会、立教大学、 4.沼里龍、坪田誠， 2009. 3. 27-30京都大学教理解析研究所研究集会「変分問題5.坪田誠, Quantum turbulence (Invited),とその周辺」、京都大学教理解析研究所、2009. 6. 8-10 「スーパークリーン物質で6.森本浩二、坪田誠、渦糸計算におけるPinning効果の定量化,実現する新しい量子相の物理」A03、A04班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、 2009. 4. 19-21 7.畔柳裕紀、坪田誠, 2次元ボース系における量子モンテカルロ法によるコスタリッツ・サ「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」A03、A04ウレス転移の研究,班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009. 4. 19-21 2次元量子乱流の数値解析， 「スーパークリーン物質で実現する新しい8.沼里龍、坪田誠，量子相の物理」A03、A04班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009. 4. 19-21 2成分原子気体ボース・アインシュタイン疑縮体における対向流とせ9.竹内宏光、坪田誠, 「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」A03、A04班ん断流の安定性,合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009. 4. 19-21超流動4He中熱カウンター流における量子乱流の速度分布に関する数10.足立洋之、坪田誠, 「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」A03、A04班合値解析的研究,同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009. 4. 19-21 「スーパークリーン物質11.藤山将士、坪田誠，量子乱流を生成する振動物体に働く抗力で実現する新しい量子相の物理」A03、A04班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、 2009. 4. 19-21 「スーパークリーン物12.安永昌司、坪田誠， スピノールBECにおけるRabi-Josephson振動質で実現する新しい量子相の物理」A03、A04班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009. 4. 19-21 「スーパークリーン物質で実現す13.坪田蔵, Quantum turbulence: today and tomorrowる新しい量子相の物理」A03、A04班合同研究会、神奈川県・ホテル箱根パウエル、2009.  4. 19-21 14. M. Tsubota, Quantum Turbulence -from superfluid helium to atomic Bose-Einstein condensates-, CNRS, France, 2009.3.23. 15. M. Yasunaga, Magnetic Resonance in Spinor Bose-Einstein Condensates, University of Tokyo, 2009. 2. 24. 16.安永昌司、坪田誠,  Spin echo and phase separation in spinor Bose-Einstein condensates  「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」2008年研究成果報告会、奈良県新公会堂、2008. 12. 19-21 17.竹内宏光、笠松健一、坪田誠、 Spontaneous Radiation and Amplification of Kelvin Waves on Quantized Vortices in Bose--Einstein Condensates  「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」2008年研究成果報告会、奈良県新公会堂、2008.  12.  19-21 18.塚本光昭、坪田誠， Numerical simulation of Bose system with randomness  「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」2008年研究成果報告会、奈良県新公会堂、 2008. 12. 19-21 19.坪田誠, Spin echo in spinor BECs : Spacetime analogue of BECs  「スーパークリーン物質で実現する新しい量子相の物理」2008年研究成果報告会、奈良県新公会堂、2008.  12. 19-21 20.安永昌司，坪田誠，スピノールBECにおけるスピンエコー，日本物理学会、2008年秋季大会、岩手大学上田キャンパス、2008. 9. 20-23 21.竹内宏光,坪田誠,原子気体ボース・アインシュタイン疑籍におけるドネリー・グラバーソン不安定性，日本物理学会、2008年秋季大会、岩手大学上田キャンパス、2008. 9. 20-23 22.東秀憲，坪田誠， 表面波乱流の統計， 日本物理学会、2008年秋季大会、岩手大学上田キャンパス、2008. 9. 20-23 23.福島慎也，坪田誠， 量子乱流のBottleneck effect，日本物理学会、2008年秋季大会、岩手大学上田キャンパス、2008. 9. 20-23膨張・収縮ボース・アインシュ24.小林未知数，栗田泰生，森成隆夫,石原秀樹，坪田誠、タイン疑籍体における粒子生成のシミュレーション，日本物理学会、2008年秋季大会、岩手大学上田キャンパス、2008. 9. 20-23 25.小林未知数，栗田泰生，森成隆夫.石原秀樹、坪田誠、　ボース・アインシュタイン疑籍体における粒子生成：曲がった時空上場の量子論の教値的検証,日本物理学会、2008年秋季大会、山形大学小白川キャンパス、2008. 9. 20-23
学位論文
修士論文
東　秀憲：「表面波乱流の統計則についての直接数値計算による研究」 1.
研究助成金取得状況
坪田誠：日本学術振興会・科研費基盤研究(B)「量子流体力学の構築」490万円1. 2.坪田誠：文部科学省特定領域研究「スーパークリーン物質における新しい量子相の物理」計画研究「量子渦の物理と新しい超流動乱流の研究」830万円竹内宏光：日本学術振興会特別研究員奨励費 90万円3. 4.安永昌司：日本学術振興会特別研究員奨励費　60万円
その他
1. 新開記事：以下の２件の新開報道で、当研究室の量子乱流の研究が紹介された。日本経済新聞 (2009年2月22日付け)：ナゾ謎かがく「乱流はなぜ起こる？」産經新聞(2008年7月15日付け) : 「低温物理でダヴィンチコードを解く」 2. J. Phys. Soc. Jpn.のSpecial topics:  "New Frontiers of Quantum Fluids and Solids"をchief editorとして編纂した(この特集はJPSJ, 2008年11月号で発刊)。

研究概要
1.インド・ウーティーにおける空気シャワーアレイを用いた宇宙線・ガンマ線観測（林、小島、奥田、南野、宮内、藤井、臼井、山下）日印共同研究として継続されているGRAPES-3による2000年から2004年の観測結果を解析し、宇宙空間から等方的に到来する100TeV付近のガンマ線およびそれらの銀河面過剰を探索した。結果として有意なガンマ線フラックスを検出できなかったが、100TeV以上ではこれまでで最も厳しい上限値をつけることができた。 2.テレスコープアレイ実験における最高エネルギー宇宙線の観測と装置の較正、プログラム開発（荻尾、奥田、宮内、藤井）最高エネルギー宇宙線の日米韓露による国際共同観測プロジェクト、テレスコープアレイ実験は2008年3月から定常観測を開始した。本研究室は観測に参加し、また装置の維持管理、データ解析プログラムの開発を分担している。大気蛍光望遠鏡用の絶対較正済み標準PMTとそのモニターのための標準光源の温度特性を測定した。23本の標準PMTの増幅率の温度係数は-0.720±0.053 %/℃と求められた。また、標準光源の発光量の温度係数は-0.225±0.015 %/Cと求められた。これらの値は大気蛍光望遠鏡の較正データとして用いられる。電子加速器光源（Electron Light Source）による大気蛍光望遠鏡のEnd to End較正を全ての望遠鏡に反映させるため、可搬UVレーザー光源の開発に着手した。光源は米国ユタ州でテスト運用され十分な光量が得られることが確認され、遠隔操作のための制御プログラムはほぼ完成した。一方、日本国内では架台部の制御プログラムが開発中である。
教育・研究業績
著書なし
学術論文
1. 2. 3. H. Tokuno, S. Ogio et al.: "On site calibration for new fluorescence detectors of the telescope array    experiment", Nucl. Inst. and Meth., A601 , 364-371(2009) P. K. Mohanty, Y. Hayashi et al.: "Measurement of some EAS properties using new scintillator detectors developed for the GRAPES-3 experiment", Astropart. Phys, 31 , 24-36(2009) H. Tokuno, S. Ogio et al. : "The cosmic ray primary composition at the knee region from lateral distributions of atmospheric Cerenkov photons in extensive air showers", Astroparticle Physics, 29, 453-460(2008)
国際会議会議録
1. H. Tokuno, Y. Hayashi, S. Ogio et al.: "The Telescope Array experiment: status and prospects", Journal of Physics: Conference Series, 120 , 062027(2008)
国際会議議演
なし学会・研究会講演南野真容子：「Ooty空気シャワー実験26（拡散ガンマ線の観測）」 1.日本物理学会第64回年次大会立教大学
その他
なし
学位論文
修士施文
1. 宮内仁: 「テレスコープアレイ大気蛍光望遠鏡用ＰＭＴと較正用標準光源の温度特性」
博士論文
なし
研究助成金取得状況
荻尾彰一：科学研究費補助金・特定領域研究「最高エネルギー宇宙線の起源」計画研究1. A02「地表検出器の開発とAGASA検出器による較正」(H15-20年度)、150万円荻尾彰一：科学研究費補助金・基盤(B)「可搬UVレーザーを用いたTA実験大気蛍光望遠2.鏡の較正」、580万円荻尾彰一：東京大学宇宙線研究所共同利用研究費「TA大気蛍光望遠鏡の標準光源YAPの3.温度特性の測定」、140万円
海外出張および海外研修
1. 奥田剛司：米国ユタ州テレスコープアレイ実験観測所、2008年4月11日－6月28日、最高エネルギー宇宙線観測の実施林嘉夫：インド・タタ基礎研究所、2008年8月10日－30日、GRAPES-3空気シャワー観測2.装置の運用、改良、増設などの作業、および研究全体についての研究打ち合わせ藤井俊博：米国ユタ州テレスコープアレイ実験観測所、2008年9月16日－12月10日、最高3.エネルギー宇宙線観測の実施奥田剛司：韓国梨花女子大学、2008年10月18日－21日、テレスコープアレイ実験共同研4.究者会議への参加奥田剛司:米国ユタ州テレスコープアレイ実験観測所、2008年12月1日－2009年2月20日、 5.最高エネルギー宇宙線観測の実施
その他
なし

研究機要
1. 陽子・反陽子衝突型加速器を用いた素粒子実験（奥沢，清矢，山本，脇坂，濱口，吉田）日米科学技術協力事業の一環として行われている米国フェルミ国立加速器研究所の陽子・反陽子衝突型加速器テバトロンと汎用型素粒子検出器CDFを用いた実験を継続遂行した．本年度も，世界最高重心系衝突エネルギー1.96TeVでの「Run II」と呼ばれるデータ収集作業が，シフト体制のもと，24時間・無休で順調に行Year002 4 7 10 1 4 7101 7 147101 7101 4 101 4 onthlわれている．加速器ビーム強度は安定して10 32 cm 2 /sec（例えば，弱い相互作用の媒介粒子であるWボソンを毎秒平均2個生成できる）を超えており，2008年12月には3.60×10 32 cm¯²/secを達成するなど，陽子・反陽子衝突型加速器としての世界記録を随時更新している．積分ルミノシティも2009年3月現在で約6200 pb-¹となり，この内，磁気テープに保存され,データ解析に使用可能な分が約5200 pb-¹まで蓄積された（図1）.研究内容は大別して，強い相互作用・電弱3000 1000 Store Number相互作用・B中間子等フレーバー物理・トップクォーク・新現象探索であるが，本年度も続々と新しい結果を得ている．特に，当研究室が直接行っている中性ヒッグス粒子探索DF Run-II Preliminary研究の最新結果がCDF実験グループの内部審査を経て公表された.解析に使用されたデ50 ータは約2700 pb-¹である.我々が着目している反応過程は
pp → W±h° → W±(W*+W*-) → ℓ±ℓ± + X
と表され，ヒッグス粒子（h o ）の生成と崩壊にはWボゾンとの結合のみが関与する.終状態としては, Wボゾンのレプトン崩壊からの電子あるいはμ粒子を2つ含み，かつそれらが同符号の電荷を持つものを選択している.これは，陽子・反陽子衝突等のいわゆるハドロン衝突事象においてはレプトンの存在,さらに2つのレプトンの同符号条件が背景事象を抑えるために有効だからである．さて，この様な反応過程は,素粒子物理学の標準模型においてはヒッグス粒子の質量が130GeV/c²以上と比較的重い場合に有効になる.軽い場合は，h 0 → b bのように，bクォーク・反bクォーク対への崩壊が主要なモードになり,図2 : Boosted Decision Treeという手法でヒッグス粒子生成事象と背景事象の選別を最適化した場合の実験データ，期待される背景事象およびヒッグス粒子生成事象の分布.横軸は，最適化において適当に数値化・規格化した値、ヒッグス粒子生成事象は+1の方向に，背景事象は−1の方向に偏って分布する． h® → W*+W*-は感度を失う．しかし，ヒッグス粒子がフェルミオンと結合しない場合CDF Run-ll Preliminary: (fermiophobic)には，h 0 → b 6は禁止され10²るため状況は一変し,広い質量領域での探索可能性が生まれる．この場合に期待されるヒッグス粒子生成事象数は，質量領域110~160 10 GeV/c²において1.3~1.4である．一方，背景事象数の見積もりは189±24である.これらの事象数は，ヒッグス粒子生成事象選別の最適1化をいっさいしない段階のものであり，事象選別としては完全に一般的である.これらの事象をもとに,ヒッグス粒子生成事象選別の10 1最適化をBoosted Decision Tree (BDT)という手法で行った．これは，事象選別に有効であると期待される検出器の信号や物理的変数のしきい値を,多次元空間内において最適10 ² 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200化するものであり，与えられた事象が持つ多Higgs Mass (GeV/c )次元空間内の情報を適当に数値化して出力する.図2はその分布を示しており,ヒッグス粒子生成の兆候はまだ得られていない．この事実に基づいて断面積の上限値を求めると図3のようになる．断面積の上限値は理論予想の上にあり，理論に制限を与えてはいない．今後は，データ収集は無論，事象選別や検出効率のさらなる改善に取り組むことになる. CDF実験では，上の我々の解析も含めてCL Limit/
様々な反応モードを用いて標準模型ヒッグス粒子を探している.これらの解析結果と,テバトロン加速器によるもう１つの国際協力実験グループDZeroの解析結果を合わせた現時点の総合的な結果を図4に示す.標準模1 SM型ヒッグス粒子は質量160~170 GeV/c²において95%の信頼度で排除され，スイスのジュ100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 m H (GeV/c 2 )ネーブにある欧州共同利用原子核研究所(CERN)におけるLEP実験終了以降約5年ぶりにヒッグス粒子存否の解明に向けて実質的前進が始まったことになる.この大きな成果はフェルミ研究所において報道発表された当研究室が手がけているもう1つの解析は，fermiophobic higgsをより前面に出している.これはTwo Higgs-Doublet Model (2HDM) Type-Iと呼ばれるモデルに現れる中性ヒッグス粒子（hf）の探索研究であり，
という生成崩壊過程によって終状態に4つのγが現れる極めて特徴的なモードを用いている.こちらの解析は，本年度も背景事象の評価方法の検討を中心に進められた.次に，CDF実験のその他の研究結果の中からいくつかを紹介する．CERNのLHC実験がまだ開始されていない現時点において，トップクォークはテバトロン加速器においてのみ生成可能である．そのトップクォークの質量測定に関する研究では，DZero実験の解析結果も合わせた総合結果として、
mtop = 173.1±1.3 GeV/c²
を得ている．この結果とWボゾン質量の測定結果を用いると，標準模型ヒッグス粒子の質量領域に関して図5に示されるような知見が得られる.トップクォークは対生成のみならず重いWボゾン中間状態の崩壊,
等により1個だけ生成されると考えられている。この生成過程は今まで確認されていなかったが，今回初めてその存在が確かめられ，生成断面積が,図5 :トップクォーク, Wボソン,標準模型ヒッグス粒子の各質量の間の関係.青線で囲まれた領域は，測定された質量の街に基づいて得られた, 68%の信頼度で期待される貨量領域. OSingleTop  = 2.3+0.5 pbと測定された.
2.長基線ニュートリノ振動実験（奥沢,清矢,山本,尾崎,田代）
昨年度に引き続き，J-PARC (茨城県那珂郡東海村）とスーパーカミオカンデ（岐阜県飛騨市）を結ぶ295kmの距離でニュートリノ振動現象を探る実験T2Kの実験準備を進めた. J-PARCの加速器は図6に示すように，陽子ライナック(LINAC),ブースターシンクロトロン(RCS),メインリング(MR)の3段から成る. LINACとRCSに関しては2007年度に既に完成しており，運転パラメータの調整も終わった現在は，非常に安定な稼働を続けている．したがって，今年度は最終段のMRの調整を中心に行った．経過は順調で，5月にはRCSから入射された3GeVの陽子をMRの軌道に乗せることに成功し，12月にはMRで陽子を30GeVまで加速することに成功した.成る.ニュートリノビームは，MRで加速された陽子をグラファイト標的に照射し，そこで生成されたパイ中間子(π )を崩壊させて作られる. (π†→μ†+νω）振動現象の測定は, J-PARCで生成したニュートリノの数と, 295km先のスーパーカミオカンデで観測したニュートリノ反応事象数との比較によって行うので，実験の成功のためには， J-PARCで生成されたニュートリノの数と方向およびプロファイルを高精度で測定する必要がある.そのためにT2K実験では,ニュートリノ，およびニュートリノと強い相関のあるミューオンの数と方向およびプロファイルをJ-PARCの敷地内で測定する。このニュートリノとミューオンのモニタリング装置に大阪市立大学が参加しており、その進捗状況を報告する。ミューオ図7：ミューオンモニター(MUMON)の内部. 7台のンモニター(MUMON)は平行平板型イオン平行平板型イオンチェンバーが並んでいる.チェンバーとシリコンPINフォトダイオードから成る．昨年度(2007年度)にイオンチェンバーのプロトタイプの性能試験で良好な結果が得られたので、今年度は実際にJ-PARCで使用する実機8台の製作を行い、それらの性能確認を行った.確認作業は京都大学化学研究所の電子線形加速器において100MeVの電子ビームをイオンチェンバーに照射して行い，全チャンネルからの信号出力に異常がないことを確かめた．その後，J-PARCに搬送して実験エリアに設置したのち調整を行った．（図7）また，将来の大強度ビームに備えて，放射線耐性が高いとされる単結晶CVDダイヤモンド検出器をMUMONに実用するための研究も並行して進めている.ニュートリノモニター(INGRID)は,図8のようなモジュール検出器を縦横に配置した構造をしており，ニュートリノが原子核と反応を起こしたときに生成されるミューオンを検出することによってニュートリノを測定する．各モジュールは鉄とプラスチックシンチレーター製ホドスコープのサンドイッチ構造になっており，効率良くミューオンを生成すると同時にその飛跡の3次元的な測定が可能になっている. 2008年9月より，大阪市立大学グループも製作シフトに加わって，INGRIDモジュールの本格的製作が始まり，12月には合計228枚のホドスコープ(トラッキング用：176枚，宇宙線veto用：52枚)が完成した．現在は，鉄板と併せてモジュール構造体として組み上げる作業が進行中で，2009年8月には全てのモジュールが完成する予定である.前述のJ-PARC加速器の進捗に加え,ニュートリノをスーパーカミオカンデに向けて打I Plateち出すためのビームラインの調整も進み, 2009年4月23日には初めてのニュートリノビーム生成試験を行った．図9がそのときに得られたミューオンモニターの出力で，期待されるタイミングに正しくミューオンの信号が得られている．これにより，J-PARCでのニュートリノ生成が初めて確認された．今後は上記のMUMONとINGRIDを含むニュートリ検出器モジュール.ノ前置検出器系の最終組上げと調整を2009 ートリノビーム生成試験時のンモニターの出力.青色がPINトダイオードの信号で,マゼンタがンチェンバーの信号.
教育・研究業績
学術論文T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al.: "First Flavor-Tagged 1. Determination of Bounds on Mixing-Induced CP Violation in B s 0 → J/ψ φ Decays", Phys. Rev. Lett. 100 , 161802 (2008). T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for Heavy Top-like 2. Quarks Using Lepton Plus Jets Events in 1.96 TeV pp Collisions", Phys. Rev. Lett. 100, 161803 (2008). T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Measurement of Ratios of 3. Fragmentation Fractions for Bottom Hadrons in pp Collisions at √ 5 = 1.96TeV", Phys. Rev. D77, 072003 (2008). T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Observation of the Decay B c " 4. → J/ψ π ≠ and Measurement of the B c ≠ Mass", Phys. Rev. Lett. 100, 182002 (2008). 5. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "First Measurement of ZZ Production in  pp  Collisions at  √s  = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 100, 201801 (2008). 6. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al . : "Search for the Higgs boson in events with missing transverse energy and b quark jets produced in pp  collisions at √5  = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 100, 211801 (2008). T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Two-Particle Momentum 7. Correlations in Jets Produced in  pp  Collisions at  √s  = 1.96 TeV", Phys. Rev. D77, 092001 (2008). T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al.: "Model-Independent and 8. Quasi-Model-Independent Search for New Physics at CDF", Phys. Rev. D78 , 012002 (2008). 9. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Search for New Heavy Particles Decaying to Z o Z o → eeee in pp Collisions at √ 5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. D78, 012008 (2008). 10. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al . : "Search for Pair Production of Scalar Top Quarks Decaying to a tau Lepton and a b Quark in pp Collisions at √ 5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 101, 071802 (2008). 11. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for Standard Model Higgs Boson Production in Association with W Boson at CDF", Phys. Rev. D78 , 032008 (2008). 12. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Search for Heavy, Long-Lived Neutralinos that Decay to Photons at CDF II Using Photon Timing", Phys. Rev. D78 , 032015 (2008). 13. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al : "Measurement of the Inclusive Jet Cross Section at the Fermilab Tevatron pp Collider Using a Cone-Based Jet Algorithm", Phys. Rev. D78, 052006 (2008). 14. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Search for Doubly Charged Higgs Bosons with Lepton-Flavor-Violating Decays involving Tau Leptons", Phys. Rev. Lett. 101, 121801 (2008). 15. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Search for large extra dimensions in final states containing one photon or jet and large missing transverse energy produced in  pp  collisions at  √ s  = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 101, 181602 (2008). 16. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al.: "Search for the Flavor Changing Neutral Current Decay t → Zq in pp  collisions at √ s  = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 101, 192002 (2008). 17. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Measurement of b -jet Shapes in Inclusive Jet Production in  pp  Collisions at  √5  = 1.96 TeV", Phys. Rev. D78 , 072005 (2008). 18. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al.: "Forward-Backward Asymmetry in Top Quark Production in pp Collisions at √ 5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 101, 202001 (2008). 19. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "First measurement of the fraction of top quark pair production through gluon-gluon fusion", Phys. Rev. D78 , 111101 (2008). 20.  T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for the Higgs boson produced with Z → ℓ t ℓ  in  p ī  collisions at  √ 5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 101 , 251803 (2008). 21. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Search for Supersymmetry in p ī Collisions at √ S = 1.96 TeV Using the Trilepton Signature of Chargino-Neutralino Production", Phys. Rev. Lett. 101 , 251801 (2008). 22. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al . "Measurement of the Single Top Quark Production Cross Section at CDF", Phys. Rev. Lett. 101 , 252001 (2008). 23. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for the Rare Decays B † → µ̸µ¯ K ′ , B ′ → µ๋µ¯ K * 0 (892), and B s ′ → µ๋µ¯ φ at CDF”, Phys. Rev. D79, 011104 (2009). 24. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "First Direct Bound on the Total Width of the Top Quark in pp Collisions at √5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 102, 042001 (2009). 25. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al.: "Global Search for New Physics with 2.0 fb -1 at CDF", Phys. Rev. D79, 011101 (2009). 26. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for a Higgs Boson Decaying to Two W Bosons at CDF", Phys. Rev. Lett. 102, 021802 (2009). 27. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al : "Search for Maximal Flavor Violating Scalars in Same-Charge Lepton Pairs in  pp  Collisions at  √5  = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 102 , 041801 (2009). 28. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Search for High-Mass e t e Resonances in  pp  Collisions at  √5  = 1.96 TeV'', Phys. Rev. Lett. 102, 031801 (2009). 29. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al .: "Measurement of the fraction of tī production via gluon-gluon fusion in pp collisions at √5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. D79, 031101 (2009). 30. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "First Measurement of the Ratio of Branching Fractions B(A b → A c * µ v µ ) / B(A b → A c * π )", Phys. Rev. D79, 032001 (2009). 31. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Measurement of Resonance Parameters of Orbitally Excited Narrow B 0 Mesons", Phys. Rev. Lett. 102, 102003 (2009). 32. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al . : "Search for new physics in the µµ + e/µ + E T channel with a low- PT lepton threshold at the Collider Detector at Fermilab", Phys. Rev. D79, 052004 (2009). 33. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "A Search for high-mass resonances decaying to dimuons at CDF", Phys. Rev. Lett. 102 , 091805 (2009). 34. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Measurement of W -Boson Helicity Fractions in Top-Quark Decays Using cosθ*", Phys. Lett. B674, 160-167 (2009). 35. T. Aaltonen, T. Okusawa, Y. Seiya, K. Yamamoto, T. Wakisaka et al. : "Inclusive Search for Squark and Gluino Production in pp  Collisions at √ 5 = 1.96 TeV", Phys. Rev. Lett. 102 , 121801 (2009).
国際会議講演
1. 2.脇坂隆之：“Search for Wh → WWW Using Like-Sign Dileptons at CDF”, 2008 APS April Meeting (アメリカ物理学会) , 2008年4月11日～15日, St. Louis, Missouri, USA脇坂隆之：“Search for the Higgs Boson Using Like-Sign Dilepton at CDF  ~ What’s Origin of Mass？~"（ポスターセッション）, Hadron Collider Physics Symposium 2008 (HCP08),  2008年5月27日～31日，Galena, Illinois, USA
学会・研究会講演
l. 2. 3. 4. 5.和弘：「陽子反陽子衝突実験CDFにおけるWH→WWWによるヒッグス粒子探索」，日山本本物理学会2008年秋季大会，2008年9月20日～23日，山形大学小白川キャンパス清矢良浩：「CDF実験における余剰次元探索」，学内重点研究「『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点」研究会，2008年10月10日～11日，大阪市立大学和弘: 「Present Status of the T2K Experiment」（招待講演）, 16 th YKIS Conference "Progress山本in Particle Physics 2008",  2009年2月16日～19日，京都大学基礎物理学研究所脇坂隆之：「CDF実験におけるWh→WWWによるヒッグス粒子探索」，日本物理学会第64回年次大会，2009年3月27日～30日，立教大学池袋キャンパス美奈: 「Likelihood-Based Lepton Identification at CDF」,日本物理学会第64回年次大会,草田2009年3月27日～30日，立教大学池袋キャンパス
その他
【南部陽一郎名誉教授ノーベル賞受賞記念大阪市立大学市民特別セミナー2008】徹：「ヒッグス粒子の探索」：2008年12月9日，大阪科学技術センター奥沢【国際共同研究グループTV会議口頭発表（英語）】隆之: CDF Higgs Discovery Group : 2008年4月9日，4月11日，5月23日，10月31日，路坂1. 11月7日, 11月21日, 12月5日, 12月12日美奈：CDF Higgs Discovery Group：2008年9月26日2.吉田3.致成：CDF Photon Group : 2008年8月6日，CDF Very Exotic Phenomena Group : 2009資口年3月16日
学位論文
卒業論文吉川　継雄：「Fabrication of Scintillation Trigger Counter」
研究助成金取得状況
1.日米科学協力事業「陽子・反陽子衝突型加速器を用いる実験」300万円山本和弘：特定領域研究「次世代ニュートリノ実験でのミューオンモニター用ダイヤモン2.ド検出器の研究」100万円
海外出張および海外研修
清矢良浩：米国フェルミ国立加速器研究所，2008年8月9日～9月7日，陽子・反陽子衝突型加1.速器を用いる実験CDF清矢良浩：米国フェルミ国立加速器研究所，2008年9月23日～9月30日，陽子・反陽子衡突型2.加速器を用いる実験CDF山本和弘:米国フェルミ国立加速器研究所，2008年10月27日～11月21日，陽子・反陽子衝突3.型加速器を用いる実験CDF清矢良浩：米国フェルミ国立加速器研究所，2008年12月5日～2009年1月7日，陽子・反陽子4.衝突型加速器を用いる実験CDF清矢良浩：米国フェルミ国立加速器研究所，2009年3月2日～4月5日，陽子・反陽子衝突型加5.速器を用いる実験CDF

研究概要
本研究室では、重力波検出実験LCGT計画とDECIGO実験を中心に研究を進めている。LCGTは東大宇宙線研究所をホストとした共同研究で、神岡鉱山内に基線長3km × 2のレーザー干渉計を建設する計画である。またDECIGOはスペースにおいてより低周波数の重力波観測をめざす将来計画で、国立天文台、宇宙科学研究所ほかを中心とした共同研究である。我々の主たる研究は、天体からの重力波検出を目的としたデータ解析である。また2008年度からは、KEK低温グループとアクシオン探索実験にも着手した。
1.ウェープレットを用いたバースト重力波の探索（山岸）
重力波の種類として、連星中性子星や連星プラックホールの合体から放出される重力波の波形はチャープ波形、パルサーから放出される重力波の波形は連続波形と呼ばれ、それらは理論的に予測できるために、波形テンプレートとの相関を取るマッチドフィルタリングという手法による探索が可能である。一方、本研究で探索対象としている超新星爆発から放出される重力波はバースト波と呼ばれ、これは短い時間スケールの波形で、また放出過程が複雑な為に解析的に波形を予測する事が困難であるが、数値シミュレーションによって多くの種類の波形が予想されている。ここではDimmelmeierらによって予測された波形（以下DFM波形）をバースト重力波として用い、その探索アルゴリズムを構築した。探索方法としてTF(Time-Frequency)平面における信号の変化の様子からバースト重力波とTAMA300データに存在する雑音を効率良く分離することを目的とし、TF平面で1つのイベントから成る局在した信号のパワー分布の塊(クラスタ)を認識するTFクラスタリングという手法を用いた。TFクラスタにはバースト重力波の波形を識別する様々なパラメータが含まれており、なかでも時間発展と周波数発展に関連するパラメータに適切な選別条件を設けることでバースト重力波によるイベントと検出器雑音起因のイベントに区別することができる。また、本研究では時系列信号をTF平面に変換するのには計算コストに優れ、原理的に変換をしても信号のパワーは保存される離散ウェープレット変換を用いた。解析手法の評価のためにDFM波形をTAMA300 DT9観測データに埋め込んだ結果、TFクラスタから得られたパラメータによってDFM波形と雑音が区別できることが分かった。そして超新星爆発からの重力波に対する検出効率については重力波のrss(root-sum- square)振幅で3.4 × 10 – 20[1/√Hz]に対して全波形では46%、Type 1波形に関しては78%であった。また、TAMA300 DT9 run142の約36時間のデータを探索することで、天頂入射100pcからの重力波に対して、検出効率50%においてはその検出効率を落とさずに雑音の誤認率（false alarm rate）を約1/13に落とすことに成功したことを確認した。バースト重力波の全天平均でのイベントレートは3.4 × 10 – 20[1/√丘z]よりも大きな信号では1.9 × −2[events/sec]であった。(図１および2)以上よりこのウェーブレット変換とTFクラスタリングによる手法がバースト重力波探索において有効であることを示した。
これらの結果は、１月の国際会議GWDAW13にて発表された。
2.レーザー干渉計将来計画LCGT (神田)
前年度までにひきつづき、日本の重力波実験の将来計画であるLCGTについて、計画準備をおこなっている。　LCGTは、低温サファイア鏡を特徴として、神岡鉱山の地下に3kmのレーザー干渉計を建設する計画である。LCGTについては建設に向けてさまざまな見積もりやデザインドキュメントが進行中である。今年度は実験装置や計画全体のデザインに残る実装上の問題を解決してゆく検討が多かった。その一つの話題として、干渉計方式と検出レンジの設定についての議論があった。この問題は現時点(2009年春)ではまだ検討中であるが、Broadband RSE方式をとるか、Detuned RSE方式にするかで、前者は広帯域であるが連星合体の最高検出レンジにやや不利であり、後者は検出レンジは延びるが他の重力波源に対して不利となる。図３にそれぞれの方式での雑音スペクトル¹と主要な予想重力波の比較を示す。 3.複数台検出器のコヒーレント検出についての基礎研究（日印交流）（神田）インドIUCAA (Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics)との研究交流プログラムでの研究である。この課題は、複数台の検出器を用いた場合の２つの代表的な解析であるコヒーレント法とコインシデンス法を比較することであった。2008年度における共同研究では、コヒーレンス解析法におけるROC(receiver operating characteristics：検出効率と偽イベント発生率の相関図）について定量的な見積もりがすすんだ。論文は準備中であり、近日中に投稿予定である。また、次年度(2009年度)以降に、この共同研究を拡張して「重力波のラジオメトリ探査」へと進める事を準備した。 4.アクシオン探索実験の基礎開発（山岸、神田）アクシオンはPQ対称性の破れを解決するために予想される未知の茶粒子で、ダークマターの候補の一つでもある。アクシオンαと物質Zとの相互作用結合定数は大きくないが、強磁場中でプリマコフ効果をおこして、
のように生成されると予想されている。したがって、高いエネルギー密度で位相を測定できるレーザー光の共鳴キャビティに、強磁場を印加する事によってアクシオン生成を捉えることができる可能性がある。我々はKEK低温グループとの共同で、重力波実験のレーザー技術を移植してアクシオン探索実験を始めた。2008年度は、高フィネスのFabry=Perotキャビティを組み、透過光の偏光測定部分を開発中である。 5.学内重点研究「『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点」 H20年度から５年間の計画で、上記のテーマで学内重点研究を申請、採択された。この計画は、近接する物理学の諸分野にまたがるトピックスをとりあげ、学外の物理研究者とも連携して、分野をリンクした新しい研究を立ち上げることを目的としている。 2008年度は、１０月に学内外の研究者を募っての研究会、２月に大学院生中心のセミナーをおこなった。
教育・研究業績
学術論文1. "Effect of energy deposited by cosmic-ray particles on interferometric gravitational wave detectors", K. Yamamoto, H. Hayakawa, A. Okada, T. Uchiyama, S. Miyoki, M. Ohashi, K. Kuroda, N. Kanda, D. Tatsumi, and Y. Tsunesada Phys. Rev. D 78, (2008), 022004 2. "Astrophysically motivated time-frequency clustering for burst gravitational wave search: application to TAMA300 data" Ryota Honda, Shougo Yamagishi and Nobuyuki Kanda (and the TAMA Collaboration) Class. Quantum Grav. 25 (2008) 184035 (11pp) 3. "Search for continuous gravitational waves from PSR J0835-4510 using CLIO data" To- momi Akutsu, Masaki Ando, Tomiyoshi Haruyama, Nobuyuki Kanda, Kazuaki Kuroda, Sinji Miyoki, Masatake Ohashi, Yoshio Saito, Nobuaki Sato, Takakazu Shintomi, Toshikazu Suzuki, Hideyuki Tagoshi, Hirotaka Takahashi, Daisuke Tatsumi, Souichi Telada, Takayuki Tomaru, Takashi Uchiyama, Akira Yamamoto and Kazuhiro Yamamoto Class. Quantum Grav. 25 (2008) 184013 (10pp)
学会・研究会講演
1.神田展行、徳田充"Numerical trial of cleaning of gravitational wave foreground from neutron star binaries in DECIGO” 13nd Gravitational Waves Data Analysis Workshop（重力波データ解析国際会議） 2009年1月プエルトリコ（米国） 2.神田展行  （招待講演）重力波観測実験の現状と超新星からの重力波探索重力崩壊型超新星と高エネルギー天文学2009年2月2日(月)-4日(水)東京大学小柴ホール3.神田展行、徳田充 "Numerical trial for cleaning of gravitational wave foreground by neu- tron star binaries in DECIGO" 1st International LISA-DECIGO workshop 2008年11月相模原4.山岸彰低　「TAMA300におけるウェープレットによるバースト重力波の探索方法II」日本物理学会2008年秋季大会　山形大学註：上記は登壇者が当研究室のものに限る。
学位論文
修士論文1.山岸彰伍”TAMA300におけるウェープレットによるバースト重力波の探索方法(Wavelet- based Time-Frequency clustering method to search for gravitational wave bursts in TAMA300 data)" 2.上地舜”基子ハドロン力学による核物質と高密度天体についての考察と展望(Perspectives of high-density astronomical matter in the Quantum Hadrodynamics for nuclear matter)"
研究助成金取得状況
1.神田展行：日本学術振興会H20年度二国間交流事業共同研究／セミナーによる研究交流2. 神田展行:学内重点研究H20年度「『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点」
海外出張および海外研修
1.神田展行：米国  プエルトリコ    2009年1月18 － 24日、第13回重力波データ解析国際会議発表・座長
その他
研究会主催
1.会議名:第１回『アインシュタインの物理』でリンクする研究・教育拠点研究会期間:2008年10月10-11日参加登録数:約６８名（学外者１３名）於：大阪市立大学2.学内重点研究主催：白馬セミナー 2009冬期間:2009年2月21-23日
海外研究者訪問／招聘
1. Prof. Sanjeev V Dhurandhar (ICUAA,印)：学術振興会二国間交流事業共同研究により来日2009/3/17-31
公開活動
1. 「 “宇宙(天文)を学べる大学”合同進学説明会」於：大阪市立科学館2008/6/22

研究概要
1. KEK Bファクトリー加速器による素粒子実験（Belle）（寺本、中野）高エネルギー加速器研究機構の Belle 実験装置を用いて国際共同実験を行っている. Belle 実験装置は, Bファクトリー加速器を用いて,電子・陽電子反応によるB 中間子を大量生産して、CPの破れの検証やB中間子の崩壊の測定などを行う目的の装置である.建設に置いて、我々は高抵抗板素粒子検出器(RPC)を用いたKL 0・ミュー粒子検出器を東北大学などと共同で担当した.データ解析に関しては、主に荷電粒子の飛跡解析とミュ一粒子の同定を担当している. 2007年度の物理解析は，荷電B中間子の純レプトニック崩
嫌の探索を行った．この崩壊過程の上限値は、Belle実験グループが2006年度に更新したが未だ発見には至っていない. 2. 平行板型素粒子検出器の研究開発（寺本、中野、前田）高抵抗板素粒子検出器（RPC）は平行な高抵抗板の間にガスを入れ，高抵抗板に8～10 kV程度の電圧をかけることにより，荷電を持つ素粒子がこれを通過して時，その位置と時間を測定できる装置である． 2008年度は放電ギャップを1 mmにした装置を用いて地球温暖化ガスの使用をなくする試みを始めた. 3. ネットワーク型宇宙線観測装置を使った宇宙線観測（寺本，中野）都道府県にまたがって時間相関を持って到来する宇宙線を観測するために,宇宙線の到来時間を GPS  を用いてマイクロ秒の精度で決定でき,インターネットを用いてデータをリアルタイムに交換できる簡易型空気シャワー観測装置「宇宙線ステーション」を開発し、高校や科学館などに配備し大規模な観測網を構築する計画を1999年から始めている. 2008年度も前年に引き続き観測を行なった.
4.  Micro Pattern Gas Detector の開発（中野）
薄型で2次元読み出しを行えるガス測定器の１つであるGEMの他分野への応用を図る目的で高エネルギー加速器研究機構、佐賀大学、東京理科大学と共同開発を行っている. 2007年度は中性子検出器としての性能の最適化及び新しい読み出し系の開発を行った. 5. Belle CDC のアップグレードの準備研究（中野）近い将来に計画されている KEKB加速器の増強に対応するため、Be11e測定器の飛跡検出器のアップグレードの検討を進めている.
教育・研究業績
学術論文
Nakazawa, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: 1. S. Uehara, Y. Watanabe,  H. “High-statistics study of neutral-pion pair production in two-photon collisions” Phys. Rev. D79, 052009 (2009) P. Pakhlov, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.:  "Measurement of the e e e  → J/ φ cc-bar 2. cross section at √ s ~ 10.6 GeV" , Phys. Rev. D(R)79, 072004 (2009) 3. A. Sokolov, M. Shapkin, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: “Measurement of the branching fraction for the decay Y (4S) → Y (1S) π * π - " , Phys. Rev. D(R)79, 051103 (2009) “Time-depdendent Dalitz Plot 4. Nakano, Y. Teramoto, et al.: J. Dalseno, E. Measurement of CP parameters in B → Ks π * π ~ decays" , Phys. Rev. D79, 072004 (2009) K. Inami, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Precise measurement of hadronic 5. t-decays with an η meson" , Phys. Lett. B672, 209 (2009) Y. Miyazaki, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: “Search for Lepton-flavor-violating 6. t decays into a lepton and an f o (980) meson" , Phys. Lett. B672, 317 (2009) 7. R. Louvot, J. Wicht, O. Schneider, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: “Measurement of the decay B o → D s π * and evidence for B o → D s ≠ K ′ + in e e annihilation at √ s ~ 10.87 GeV" , Phys. Rev. Lett. 102, 021801 (2008) 8. R. Kumar, J. B. Singh, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Evidence for B 0 → x c1 π ° at Belle" , Phys. Rev. D(R)78, 091104 (2008) 9. E. Solovieva, R. Chistov, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Study of Ω c  and  Ω c *  baryons  at Belle" , Phys. Lett. B672, 1 (2008) 10. H. –O. Kim, H. Kichimi, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Study of intermediate two-body decays in B 0 -bar → Σ c (2455) 0 p-bar π *" , Phys. Lett. B669, 287 (2008) 11. C. –C. Chiang, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: ''Measurement of B 0 → π * π - π * π - decays and search for B 0 → ρ 0 ρ 0 ′′ , Phys. Rev. D(R)78, 111102 (2008) 12. G. Pakhlova, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Observation of a near-threshold enhancement in the e*e → Λ c ⋆ Λ c  cross section using initial-state radiation” , Phys. Rev. Lett. 101, 172001 (2008) 13. P. Goldenzweig, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Evidence for neutral B meson decays to ω K* ω , Phys. Rev. Lett. 101, 231801 (2008) 14. V. Bhardwaj, R. Kumar, J. B. Singh, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Observation of B ≠ →ψ(2S) π ≠ and search for direct CP-violation", Phys. Rev. D(R)78, 051104 (2008) 15. R. Mizuk, R. Chistov, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Observation of two resonance-like structures in the π * χ c1 mass distribution in exclusive B -bar → K π * χ c1 decays” , Phys. Rev. D78, 072004 (2008) 16. M. Staric, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Search for a CP asymmetry in Cabibbo-suppressed D 0 decays", Phys. Lett. B670, 190 (2008) 17. J. Li, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: ''Measurement of the time-dependent CP asymmetries in B 0 → K s 0 ρ 0 y  decays", Phys. Rev. Lett. 101, 251601 (2008) 18.  M. Fujikawa, H. Hayashii, S. Eidelman, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "High-statistics study of the τ → π − π ° ν − decay", Phys, Rev, D78, 072006 (2008) 19. S. Uehara, Y. Watanabe, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Hish-statistics measurement of neutral pion-pair production in two-photon collisions", Phys. Rev. D(R)78, 052004 (2008) 20.  Y. Liu, K. Trabelsi, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Search for B →  J/y φ  decays", Phys. Rev. D(R)78, 011106 (2008) 21. R. Seidl, M. Crosse-Perdekamp, A. Ogawa, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Measurement of azimuthal asymmetries in inclusive production of hadron pairs in e * e * annihilation at √ s = 10.58 GeV”, Phys. Rev. D78, 032011 (2008) 22.  N. Taniguchi, M. Nakao, S. Nishida, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Measurement of branching fractions, isospin, and CP-violating asymmetries for exclusive b →  dy  modes", Phys. Rev. Lett. 101, 111801 (2008) 23.  J. –T. Wei, K. –F. Chen, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Search for B → π l*l  decays at Belle", Phys. Rev. D(R)78, 011101 (2008) 24.  Y. Horii, H. Yamamoto, K. Trabelsi, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Study of the suppressed B meson decay B → DK, D → K π − “, Phys. Rev. D(R)78, 071901 (2008) 25. M. Iwabuchi, M. Nakao, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Search for B* → D* π o  decay"  ,  Phys. Rev. Lett. 101, 041601 (2008) 26. C. Schwanda, P. Urquijo, E. Barberio, A. Limosani, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Measurement of the moments of the photon energy spectrum in B → X s y decays and determination of | Vcb | and mb at Belle" , Phys. Rev. Lett. D78, 032016 (2008) 27. T. Lesiak, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Measurement of masses of the ♖ c (2645) and ♖c(2815) baryons and observation of ♖c(2980) → ♖c(2645) π " , Phys. Lett. B665, 9 (2008) 28.  L. Widhalm, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Measurement of B(Ds → μ v)", Phys, Rev. Lett. 100, 241801 (2008) 29. U. Bitenc, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: ,,Improved search for D 0 mixing using semileptonic decays at Belle“, Phys. Rev. D77, 112003 (2008) 30.  J. –H. Chen, M. –Z. Wang, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Observation of B 0 → pp-bar K " with a large K*0 polarization", Phys. Rev. Lett. 100, 251801 (2008) 31. Y. Miyazaki, E. Nakano, Y. Teramoto, et al.: "Search for lepton flavor violating τ decays into three leptons", Phys. Lett. B660, 154 (2008)
その他
中野英一：日本物理学会索粒子実験領域世話人2008年5月～2009年4月1.
寺川達哉(M1)中尾憲一教授鵜沢報仁(博士研究員)
研究概要
我々をとりまく世界で起こるあらゆる事象は、クォークとレプトンそしてヒッグス粒子と呼ばれる素粒子の相互作用として理解できると考えられています。相互作用には、重力相互作用、電磁相互作用、弱い相互作用、強い相互作用の４つが知られています。これらの相互作用はゲージ粒子とよばれる粒子が媒介すると考えられています。重力相互作用を除く３つの相互作用に関しては、すでにその存在は実験的に確かめられていますが、重力相互作用を媒介するゲージ粒子だけは未だに観測されていません（間接的にその存在は確かめられてはいますが）。また、重力相互作用だけが未だに量子論的な枠組みでの記述に成功していません。重力相互作用は他の相互作用と比べて極端に弱く、そのためにその量子論的な性質を実験的に確認することが極めて困難です。実験的にも理論的にも未だに未知の部分が多い重力相互作用は、２１世紀に残された物理学における最大のテーマの一つといえます。この研究室では、この重力相互作用を中心に様々な研究を行っています。2008年度に行った研究は以下の通りです.
1.裸の特異点：円筒対称時空の性質
強い重力場を記述する古典理論の最有力候補である一般相対論によれば、巨大質量の星はその進化の最終段階で、自らが生み出す重力によって限りなく収縮していきます．この現象は重力崩壊と呼ばれ、エネルギー密度や圧力、温度、そして時空の曲率といった物理量が無限大になる‘領域’が最終的に形成されます.この領域は時空の裂け目のような構造を持ち、時空特異点と呼ばれています．時空特異点は、一般相対論を含めた既知の物理法則の適用範囲外にあり、重力相互作用の量子論的な性質が現れる非常に興味深い領域である可能性があります.時空特異点は観測可能性という観点から二種類に大別することができます.一つは、我々のような観測者がそこに行かない限り見ることのできないタイプのものであり、プラックホールはその一例です.そしてもう一つは、原理的に観測可能なタイプであり、「裸の時空特異点」と呼ばれています.この裸の特異点は、もし我々の宇宙に存在するならば、実験的・観測的に重要な意味を持ちます.円筒対称時空における重力崩壊は、よほど特殊な物質でないかぎり裸の特異点を形成することが知られています．2008年度は、立教大の原田氏、ダプリン市立大学のNolan氏、大阪経済法科大学の森澤氏、神奈川工科大学の栗田氏らと共同で、この円筒対称時空の研究を進めました。 2.裸の特異点：球対称重力崩壊によって形成される時空特異点の性質上述の裸の特異点は、球対称重力崩壊でも形成される可能性があり、これまでに数多くの研究者により詳細な研究が行われています.我々のグループは、さらにこの物理現象に関する知見を増やすために、非常に大きな速さで重力崩壊する球殻が形成する時空特異点について研究を進めました。この研究は、パキスタンのパンジャプ大学に所属するSharif氏とその大学院生であるZahid氏、そして立教大の原田氏とともに行ないました。
3.ダークエネルギー問題：非一様宇宙の可能性
我々の宇宙は現在、加速膨張しているように見えます．より厳密に言うと、宇宙の物質・輻射分布や空間の幾何学的性質が一様等方とするならば、現在得られている観測結果は、宇宙空間の膨張速度が加速していることを意味する、ということです。さらに、アインシュタインの一般相対性理論が正しい重力理論だと仮定すると、この観測事実は、宇宙空間に負の圧力（正の張力）を持つダークエネルギーと名付けられた不可解なエネルギーが満ち満ちているということを意味します.このダークエネルギーの起源はもちろん未だに分かっていません。この問題をダークエネルギー問題と呼んでいます.上記の説明から分かるように、観測事実からダークエネルギーの存在を演繹するために２つの仮定をしています.一つ目は「宇宙は一様等方」、二つ目は「一般相対論が正しい」です.この二つの仮定のうち一つでも正しくないということになれば、ダークエネルギーの存在を仮定せずに観測事実の説明ができる可能性があります.我々のグループは、ダークエネルギー問題に対する一つのアプローチとして、「我々の宇宙は非一様」と仮定し、ダークエネルギー問題が解決可能かどうかを研究しています．このアプローチで取り組む研究者は、ダークエネルギー業界では少数派ですが、近未来に得られるであろう様々な観測事実を用いて理論モデルの正否を確認できる唯一のモデルであり、その意味で最も健全なアプローチと言えます.今年度は、現在韓国のAsia Pacific Center for Theoretical Physicsに博士研究員として所属している柳哲文氏と共同で、極めて大きなボイドの中心に我々が位置する宇宙モデルの研究を行いました.
教育・研究業績
学術論文
1. Chul-Moon Yoo , Tomohiro Kai and Ken-ichi Nakao, "Solving the inverse problem with inhomogeneous universe", Progress of Theoretical Physics Vol.120 (2008) 937. 2. Chul-Moon Yoo, Hideki Ishihar, Ken-ichi Nakai and Hideyuki Tagoshi, Progress of Theoretical Physics Vol.20 (2008) 961. 3. Zahid Ahmad, Tomohiro Harada, Ken-ichi Nakao and Muhammad Sharif, "High-speed collapse of a hollow sphere of type I matter ", Classical and Quantum Gravity Vol.26 (2009) 035007
国際会議発表
1. Kunihito Uzawa, "Classification of dynamical intersecting brane solutions", 18 th JGRG works hop、広島大学2008年11月.
学会・研究会講演
1. 2. 3. 4.鵜沢報仁：「Time-dependent solutions in heterotic string theory」日本物理学会2008年度秋季大会，山形大学小白川キャンパス，2008年9月.中尾憲一，原田知広，M. Sharif, Z. Ahmad: 「High-speed spherical collapse」日本物理学会2008年度秋季大会，山形大学小白川キャンパス，2008年9月.鵜沢報仁: 「Modulai instability in type IIA string theory」第64回日本物理学会年次大会，立教大学，2009年3月.中尾憲一: 「Solving the inverse problem with inhomogeneous universe model」 KEK Cosmophysics Workshop DE2008,  “Is our Universe really undergoing an accelerated expansion?” ,高エネルギー加速器研究機構, 2009年12月8日-11日
その他
1.中尾憲一：近鉄文化サロン大阪市立大学共催講座「プラックホールの物理学」2008年5月13日中尾憲一：出張授業「ブラックホールの物理学」兵庫県立小野高等学校 2008年6月21日2.中尾憲一:体験授業「プラックホールの物理学」大阪市立大学オープンキャンパス 2008 3.年8月7日,8日4. 中尾憲一：出張授業「プラックホールの物理学」大阪市立高校 2008年9月24日
海外出張および海外研修
1. 中尾憲一：タタ基礎科学研究にてJoshi教授との共同研究打ち合わせ　2009年3月１日～3月7日
その他
1. 中尾憲一：日経サイエンス５月号「裸の特異点（P.S.ジョシ著）」の和訳監修

研究概要
1. SUPERSTRINGSとゲージ・重力対応（糸山）散乱振幅に基づくゲージ・重力対応特に強結合極限でのAdS5XS5のsuperstringのminimal surfac eからの振幅の比較・決定に関してMironov・Morozovと協力して、wavingと呼ばれる方法論を確立させた。wavingに基づきWAVY CIRCLEの極小面積の高次項をもとめた。DOUBLE LOOP INTEGRALに対する多重和の公式を導出した。これにより、BDS予想は破れていることが解析的に世界ではじめて明らかになった。この問題のいくつかの方向への拡張が進行中である。 2.高次元プラックホール解の解析 （大田・宝利・安井）近年の超弦理論の発展は高次元のEinstein方程式を解析する大きな動機づけを与えた．このような流れの中で高次元プラックホールに存在する隠れた対称性を発見した.この結果をさらに発展させ「高次元プラックホール解の一意性定理」を証明した．また,高次元プラックホール解をコンパクト化することにより得られる佐々木─Einstein計量を使ってゲージ・重力理論対応の検証を行った. 3.行列模型のオリエンティフォールディングと有効相互作用（糸山・吉岡）行列模型は構成論的に超ひも理論を定義する理論として導入され、時空の点を力学的変数として含むという統一理論としての大きな特性をもっている。この模型からの4次元時空導出へ向けて、われわれは時空点に対する有効作用を求め、その性質を調べた。ここでは、行列模型にオリエンティフォールディングを施し、その結果として時空点間の相互作用に空間非対称性が生じ、4次元面への付加的な引力が存在することを示した。 4. N=2超対称性が部分的かつ自発的に破れるゲージ理論の真空構造の解析（丸吉）部分的かつ自発的に破れた超対称性を持つゲージ理論には、N=1超対称ゲージ理論に比べN= 1超対称を保つ真空がより多く存在することが知られていたが、これらの一部では運動エネルギーが負になるため物理的に意味のある真空とは思われていなかった。我々は、超弦理論や有効超ポテンシャルの解析から従う考察をこの理論に適応することにより、上記の負の運動エネルギーを持つ真空は超対称性が完全に破れた真空として記述できることを指摘した。さらに、この理論の特徴として、超対称性が破れた準安定な真空が存在し得ることを示した。
教育・研究業績
著書
1. K. Fujiwara, H. Itoyama, S. Kawamoto, H. Kihara, T. Oota, M. Sakaguchi, T Takayanagi, Y. Yasui: International Journal of Modern Physics A Vol.23 Num. 14&15 “PROCEEDINGS OF THE INTERNATIONAL CONFERENCE ON PROGRESS OF STRING T HEORY AND QUANTUM FIELD THEORY" (World Scientific, 2008年)
学術論文
1. H. Itoyama, A. Mironov and A. Morozov, Boundary ring: A Way to construct approxima te NG solutions with polygon boundary conditions. I. Z(n)-symmetric configurations, Nucl. Phys. B 808 (2008) 365-410. 2. H. Itoyama, A. Mironov, A. Morozov, `Anomaly' in n=infinity Alday-Maldacena Dualit y for Wavy Circle, J. High Energy Phys. 0807 (2008) 1-25. 3. H. Itoyama, A. Morozov, Boundary Ring or a Way to Construct Approximate NG Solutio ns with Polygon Boundary Conditions. II. Polygons which admit an inscribed circle, Prog. Theor. Phys. 120 (2008) 231-287. H. Itoyama, T. Oota and R. Yoshioka, Nambu-Goto Like Action for the AdS 5 X S 5 Super 4. strings in the Generalized Light-Cone Gauge, Prog. Theor. Phys. 119 (2008)323-338. 5. D. Galakhov, H. Itoyama, A. Mironov and A. Morozov, Deviation from Alday-Maldacena Duality For Wavy Circle, arXiv:0812.4702 [hep-th], to appear in Nucl. Phys. B. T. Houri, T. Oota and Y. Yasui, Generalized Kerr-NUT-de Sitter metrics in all dime 6. nsions, Phys. Lett. B 666 (2008) 391-394. 7. T. Oota and Y. Yasui, Separability of Dirac equation in higher dimensional Kerr-N UT-de Sitter spacetime, Phys. Lett. B 659 (2008) 688-693. 8. Y. Yasui, Conformal Killing-Yano tensor and Kerr-NUT-de Sitter spacetime uniquenes s, Int. J. Mod. Phys. A 23 (2008) 2169-2171. T. Houri, T. Oota and Y. Yasui, Closed conformal Killing-Yano tensor and geodesic 9. integrability, J. Phys. A: Math. Theor. 41 (2008) 025204 (12pages). Y. Morisawa, S. Tomizawa and Y. Yasui, Boundary Value Problem for Black Rings, Ph 10. ys. Rev. D 77(2008) 064019(11pages),査読有. 11. K. Maruyoshi, Deformation of Dijkgraaf-Vafa relation via spontaneously broken N=2 supersymmetry, Int. J. Mod. Phys. A 23 (2008) 2172-2175. K. Maruyoshi, SUSY/Non-SUSY Duality in U(N) Gauge Model with Partially Broken N=2 12. Supersymmetry, Nucl. Phys. B 809 (2009) 279.
国際会議講演
H. Itoyama, Slight Violation of the Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle, 1. Aspects of Quantum Integrability, 2008年6月24日,京都大学基研. 2. H. Itoyama, Deviation from Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle, Taiwan String Theory Workshop 2009, 2009年1月21日, National Taiwan University. K. Maruyoshi, Deformation of Dijkgraaf-Vafa relation via spontaneously broken №2 3. supersymmetry, KNU BK21-OCU OCAMI-PNU BK21 Joint ``The 2nd Graduate Student Workshop on Mathematics", 2008年7月31日,韓国プサン国立大学.
学会・研究会講演
日本物理学会1.糸山浩司, Gluon amplitudes in N=4 SYM and AdS minimal surfaces,第64回年次大会招待講演， 2009年3月28日，立教大学. 2.糸山浩司, Deviation from Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle,セミナー, 2008年10月16日，岡山光量子科学研究所. 3.杀山浩司, Deviation from Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle,セミナー, 2008年10月9日, Lebedev Physical Institute, Moscow, Russia. 4. 糸山浩司, Slight Violation of the Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle,基研研究会「量子場理論と弦理論の発展」, 2008年7月30日,京都大学湯川記念館国際交流ホール. 5.糸山浩司, Deviation from Alday-Maldacena Duality for Wavy Circle,セミナー, 2008年7月22日，京都大学理学研究科素粒子論研究室. 6.糸山浩司, Gluon amplitudes in N=4 SYM and AdS minimal surfaces,大阪素粒子セミナー, 2008年6月12日,大阪市立大学文化交流センター. 「コンフォーマルKilling-矢野テンソルを持つコンパクトなEinstein多様体」日7.安井幸則,本数学会幾何分科会, 2009年3月28日,東京大学. 8.安井幸則,「高次元プラックホール時空における重力摂動の変数分離性について」特異点研究会，2009年１月11日，高エネルギー物理学研究所. 「コンフォーマルKilling-矢野テンソルを持つEinstein空間の分類」研究会「量9.安井幸則,子場理論と弦理論の発展」, 2008年7月30日，京都大学基礎物理学研究所. 10.安井幸則, 「高次元プラックホール幾何学と佐々木-Einstein計量」セミナー, 2008年5月19日,名古屋大学多元教理科学研究科. 「Kerr-NUT-de Sitter spacetimes and conformal Killing Yano tensor」セミナ11.大田武志,一, 2008年7月22日,大阪大学. 12.大田武志, 「Closed conformal Killing-Yano tensor and uniqueness of generalized Kerr-NUT-de Sitter spacetime」日本物理学会2008年秋季大会，2008年9月20日，山形大学. [Closed conformal Killing-Yano tensor and generalized Kerr-NUT-de Sitter 13.大田武志, spacetime」研究集会「擬リーマン幾何学の展開」, 2009年2月17日，お茶の水大学理学部. 「高次元Kerrプラックホール時空における重力摂動の変数分離性について」日本14.大田武志,物理学会第64回年次大会, 2009年3月30日,立教大学. 「行列模型に於ける有効相互作用とオリエンティフォールディング」研究会「量15.吉岡礼治,子場理論と弦理論の発展，2008年7月31日，京都大学基礎物理学研究所. 16.吉岡礼治, 「行列模型に於ける有効相互作用へのオリエンティフォールディングの効果」日本物理学会2008年秋季大会，2008年9月22日，山形大学. 17.吉岡礼治, 「行列模型における有効相互作用とオリエンティフォールディング」Heterotic String and M Theory, 2008年12月3日, KEK. 18.吉岡礼治, 「行列模型へのオリエンティフォールディングの効果」日本物理学会第64回年次大会, 2009年3月30日,立教大学. 19.丸吉一暢, Quiver gauge theory and extended electric-magnetic duality, KEK理論研究会, KEK 2009年3月17日. 20.丸吉一暢, Quiver gauge theory and extended electric-magnetic duality,日本物理学会,立教大学2009年3月30日. 21.宝利剛,大田武志,安井幸則, ''Spacetimes with a closed conformal Killing-Yano tensor'',日本物理学会，山形大学，2008年9月21日22.宝利剛,安井幸則, “Kerr-AdSプラックホールと準固有振動”,日本物理学会,立教大学, 2009年3月29日
その他
1.糸山浩司, 「南部陽一郎先生と「対称性の自発的破礼」」,南部陽一郎名誉教授ノーベル賞受賞記念「大阪市立大学市民特別セミナー2008」， 2008年12月9日，大阪科学技術センター. 2.杀山浩司, 「場の量子論のすすめ」,数学や理科の好きな高校生のための市大授業, 2008年4月29日,大阪市立大学.
学位論文
修士論文
1. 湊彰史「N=2超対称性の部分的破れとNGフェルミオン」尚「例外群G2(2)に基づくブラックホール解の構成と準固有振動」 2.然下
博士論文
丸吉一暢: “Gauge Theory with Partially Broken N=2 Supersymmetry and Low Energy Effective 1. Theory"
研究助成金取得状況
糸山浩司(研究代表者)：学術振興会・基盤研究(C) No. 20540278「ゲージ理論と紐理論に於1.ける可積分性の出現と非摂動効果の解明」H. 20：208万円安井幸則(研究代表) :学術振興会・基盤研究( C )  「ブラックホールの幾何学と佐々木・Einstein 2.空間」110万円安井幸則（研究分担者；研究代表　橋本義武）：学術振興会・基盤研究（C）「ファノ多様体の3.組み合わせ論に基づいたツイスター理論の再構築」90万円
海外出張および海外研修
糸山浩司：ITEP(理論実験物理学研究所), Moscow, Russia, 2008年10月5日-12日, Mironov 1.氏、Morozov氏とのsuperstringsとゲージ・重力対応に関する共同研究.糸山浩司：ITEP(理論実験物理学研究所), Moscow, Russia, 2009年2月13日-19日, Mironov 2.氏、Morozov氏とのsuperstringsとゲージ・重力対応に関する共同研究.安井幸則：英国ケンプリッジ大学、2008年10月9一21日、Gibbons教授との高次元プラックホ3. ールに関する共同研究4. 丸吉一暢：米国カリフォルニア州立大学サンディエゴ校、ハーバード大学、カナダペリメーター研究所、2008年9月4日～11月14日、超対称ゲージ理論に関する共同研究
その他
1. 糸山浩司：日本物理学会2008-2009年領域代表(泰粒子論)

研究概要
＜重力理論分野＞
宇宙物理（重力）グループは，アインシュタインの一般相対性理論を基礎として，宇宙における強い重力場を伴う物理的現象を重点的に研究している．茶粒子論研究室とはコロキウムを共同開催し，研究・教育も協力して行っている．また，教理物理研究室とも盛んな研究交流がなされている．2008年度に行った研究を以下にまとめる． 1.高次元プラックホール（石原，松野，木村，伊形）超弦理論など重力を含む統一理論で示唆される高次元時空を検証する窓口の一つとして,高次元時空におけるプラックホールの研究を行った．今年度は小さな余剰次元をもつKaluza-Klein型のブラックホールを用いて、その周りの粒子の運動を調べた．また，プラックホールの衝突による断面積の質量依存性を研究した. 2.外場からの力を受けている粒子の運動の定数（伊形、石原、古池（慶応大））電磁場から力を受けつつ曲った時空中を運動する荷電粒子が保存量をもつために満足しなければならない方程式を導出た．これは，測地運動する粒子についてのKilling方程式を拡張したものになっており，階層構造をもつ．それを解くことによって，荷電プラックホールの周りを運動する電荷についての保存量を求めた. 3.宇宙ひも（石原、古崎（石川高専），古池（慶応大））今年度は，古崎氏，古池氏との共同研究で，４次元Minkowski時空中の幾何学的対称性をもったストリングの古典解を完全に解くことができることを示した．ここでは，時空の対称性を表すKilling vectorだけでなく，Killing tensorが重要な役割をすることがわかった． 4.プラックホール磁気圏（孝森、石原、木村、中尾，柳（基研研究員））活動銀河核と呼ばれる明るい領域をその中心に持つ銀河が観測されている．その中心には巨大なプラックホールがあり、プラックホールとその周りにあるプラズマや電磁場との相互作用で激しい活動性が発生していると考えられている.今年度は，Kerrプラックホール周りの定常軸対称force-freeプラズマ-電磁場系（電磁場のエネルギーに比べてプラズマのエネルギーが無視できる系）について研究した．この系の定常電磁場はGrad-Shafranov(GS)方程式を解くことで得られるが，方程式はlight surfaceおよび，Event Horizonという２つの特異面を持っている．この特異性をうまく扱うような摂動的取扱いを考案した. 5.ボース・アインシュタイン疑縮体による曲がった時空のアナロジー (栗田(関西学院大)，小林（東大），森成（京大基研），坪田，石原）ボース・アインシュタイン凝縮体（ＢＥＣ）を用いて曲った時空のアナロジーを構成し,その周りの揺らぎの量子論により，曲った時空上の量子場の粒子生成について研究した.今年度は、膨張収縮を振動的に繰り返すＢＥＣを背景にしてそこからの励起をBogoliubov -  de Genes方程式を数値的に解くことにより、生成粒子のスペクトルを求めた.このシミュレーションは，実験的検証に向けた第一歩となる.
く流体・プラズマ物理分野＞
1.非線形磁気流体波の厳密解（浜端）円筒内の理想プラズマ中を伝播する非線形磁気流体波について、これまで数多く厳密解を見いだしてきたが、らせん対称解について再検討した結果、見落とされていた静止流体中の波動解が存在することを明らかにした.昨年度同様、円筒内の非理想プラズマ中を伝播する非線形磁気流体波の厳密解についても見いだすべく研究を続けている．並進対称性がある場合と軸対称性がある場合については、波動解のいくつかを見いだし、既に論文として公表しているが、昨年度に引き続き、らせん対称性がある場合の解についても研究を行い非線形の厳密解を見いだした.現在、より一般的な解を見いだすべく研究を続けている.また、HALL効果を考慮したMHD方程式の非線形磁気流体波の厳密解も見いだすべく検討中であり、近々成果を公表できるものと考えている．また、昨年度に引き続き、自己重力のある、非理想の成層流体中で、温度勾配によりつくられる対流力が存在する場合の非線形磁気流体波の厳密解についても検討中である.
2. Firehose不安定の非線形発展（浜端）
温度異方性のあるプラズマ中で生じるマクロな不安定である firehose 不安定の非線形発展について研究し、イオンの有限ラーマー半径効果を考慮したCGL方程式を数値解析することにより、firehose不安定の非線形の時間発展を調べている．既に、知られている非線形の解析解は不安定で、この解は現実には実現されず、実際にはfirehose不安定はカオス的になっていくことを明らかにしている．昨年度に引き続き、解析解がカオス解へ移行するに当たり、乱れの磁気エネルギーの空間一様性が壊れていくことに着目し、その効果を取り入れた基礎方程式系を導き、その方程式系を用いて、firehose不安定の非線形発展の数値解析を行いつつある．更に、波動・粒子共鳴相互作用等運動論的効果を考慮するため、Vlasov方程式に基づく解析および教値シミュレーションも検討中である.
3.大振幅Alfvén波のパラメトリック不安定（浜端）
大振幅のAlfvén波は、太陽風中などで観測され、その安定性の理解が、種々のマクロな現象（太陽風の加熱や加速等）を解明する上での基礎として重要であると考えられている．理論的には、平行伝播で円偏波の大振幅Alfvén波は、安定ではなく他のゆらぎ（音波と他のAlfvén的な波）との相互作用により、パラメトリック不安定を起こし崩壊することが知られている.しかし、これまで大振幅のAlfvén波に関する研究の殆どはMHD方程式に基づくもので、波動ー粒子共鳴相互作用の効果は考慮されてこなかった．昨年度に引き続き、Vlasov方程式に基づいた線形解析による大振幅のAlfvén波のパラメトリック不安定への運動論的効果についての研究を進行中である．また、大振幅Alfvén波のスペクトルの広がりの効果についてもMHD方程式とともにVlasov方程式に基づいた研究についても取りかかりつつある．更に、不安定の非線形発展については、数値シミュレーションの手法を用いた研究も検討中である.
4. Bump-on-tail不安定の教値シミュレーション（浜端）
プラズマ中の静電波動（Langumuir波）は、2次元Vlasov-Poisson方程式系を用いて古くから解析されているが、その非線形的振る舞いについてはいまだ未解決の問題が多く残されている．分布関数が Maxwell 分布のような単調減少するような分布の場合は、 Langumir波は必ず減衰するが、分布のすそにコプを持つような分布の場合は、波と粒子の共鳴相互作用が逆の形で働き、相対的に粒子から波にエネルギーを与えることになり、波が指数関数的に増幅する不安定が起こることが知られている.そのようなプラズマ中の代表的な静電的不安定性の一つである本研究では、 Bump-on-tail 不安定の非線形段階での解析を数値シミュレーションの手法で行ったものである．解析の結果、0' Nei1の非線形理論通りに不安定は飽和し準定常状態に到達するが、この状態はポテンシャル井戸に常に補足されている粒子によって実現されているわけではなく、捕捉と非捕捉を繰り返す粒子によって維持されていることが確認された.更に、シミュレーションの時間および空間サイズを大きくとった計算を行うことにより、電子ホール（位相空間渦）の衝突・合体の構造が明らかになった．その過程を通じて非線形波のエネルギーが減少し、再び粒子にエネルギーが移行する（高エネルギー粒子が増す）ことがわかった．現在、より大きな時間・空間サイズでの計算から低周波モードとの非線形結合の研究にも取りかかりつつある.
教育・研究業績
学術論文
1. K. Ogawa, H. Ishihara, H. Kozaki and H. Nakano, "Perturbations of Spacetime around a Stationary Rotating Cosmic String" Phys.  Rev.  D  79,  063501 (2009). 2. Y. Kurita, M. Kobayashi, T. Morinari, M. Tsubota and H. Ishihara "Spacetime analogue of Bose-Einstein condensates: Bogoliubov-de Gennes formulation" Phys. Rev. A 79, 043616 (2009). 3. S. Tomizawa, H. Ishihara, K. Matsuno and T. Nakagawa, "Squashed Kerr-Gödel Black Holes - Kaluza-Klein Black Holes with Rotations of Black Hole and Universe -" Prog. Theor. Phys. 121 (2009) pp. 823-841. 4. K. Matsuno, H. Ishihara, T. Nakagawa and S. Tomizawa "Rotating Kaluza-Klein Multi-Black Holes with Gödel Parameter", Phys. Rev. D 78, 064016 (2008) 5. Sugumi Kanno, Masashi Kimura, Jiro Soda, Shuichiro Yokoyama "Anisotropic Inflation from Vector Impurity", JCAP08(2008)034. 6. Masashi Kimura "Analyticity of Event Horizons of Five-Dimensional Multi-Black Holes with Non-Trivial A symptotic Structure", Phys. Rev. D78: 047504, (2008) 7. T. Koike, H. Kozaki and H. Ishihara "Strings in five-dimensional anti-de Sitter space with a symmetry" Phys. Rev. D 77, 125003 (2008) 8. K. Ogawa, H. Ishihara, H. Kozaki, H. Nakano and S. Saito, "Stationary Rotating Strings  as Relativistic Particle Mechanics", Phys. Rev. D 78, 023525 (2008). H. Ishihara, M. Kimura, R. A. Konoplya, K. Murata, J. Soda and A. Zhidenko, 9. "Evolution of perturbations of squashed Kaluza-Klein black holes: escape from instability" Phys. Rev. D 77, 084019 (2008). 10. C. M. Yoo, H. Ishihara, K. i. Nakao and H. Tagoshi, "Magnification Probability Distribution Functions of Standard Candles in a Clumpy Universe", Prog. Theor. Phys. 120, 961 (2008). 11. Hiromitsu Hamabata,, "Nonlinear hydromgnetic waves in a nonideal magnetohydrodynamicplasma: Exact helically symmetric solutions", Physics of Plasmas (to be submitted).
国際会議会議終
1. Y. Takamori, H. Ishihara, M. Kimura, N. Ken-ichi, M. Takahashi and Y. Chul-Moon "Numerical study of stationary black hole magnetospheres: Toward Blandford-Znajek by fast rotating black holes", AIP Conf. Proc. 1040, 145 (2008) mechanism 2. Masashi Kimura, Sugumi Kanno, Jiro Soda, and Shuichiro Yokoyama, "Anisotropic inflation from vector impurity", 18 th JGRG workshop, Hiroshima University, 7-21 November 2008.. 3. Hiroshi Kozaki, Tatsuhiko Koike, and Hideki Ishihara, "Integrability of strings with a symmetry in the Minkowski spacetime" 18 th JGRG workshop, Hiroshima University, 17-21 November 2008.. 4. Shinya Tomizawa, Hideki Ishihara, Ken Matsuno and Toshiharu Nakagawa "Squashed Kerr-Goedel Black Holes", 18 th JGRG workshop, Hiroshima University 17-21 November 2008.. 5. Takahisa Igata, "Killing Tensors and Constants of Motion of a Charged Particle" 18 th JGRG workshop, Hiroshima University, 17-21 November 2008.
国際会議発表
1. Takahisa Igata "Killing Tensors and Constants of Motion of a Charged Particle", 18 th JGRG workshop, Hiroshima University. 2. Yosuke Takamori, "Can the Blandford-Znajek monopole solution extend beyond the inner light surface?", 18 th JGRG workshop, Hiroshima University.
学会・研究会講演
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.孝森洋介，石原秀樹，木村匡志，中尾憲一，柳哲文：「Inner-light-surface上およびその近傍におけるBlandford-Znajekモノポール解の解析」2008年「秋季大会」山形大秋小林未知教，栗田泰生，森成隆夫，石原秀樹，坪田誠：「ボース・アインシュタイン疑縮体における粒子生成3：曲った時空上場の量子論の数値的検証」2008年「秋季大会」山形大秋古崎広志，古池達彦，石原秀樹：「平坦な時空における対称性を持つ南部・後藤弦の可積分性について」2008年「秋季大会」山形大秋古池達彦，石原秀樹，古崎広志：「1次元の対称性をもつ南部後藤弦の解の構成法」 2008年「秋季大会」山形大秋松野研，石原秀樹，伊形尚久：「Rotating GPS Monopole時空の安定性」，第63回日本物理学会年次大会，立教大，2009年3月.孝森洋介，石原秀樹，木村匡志，中尾憲一，柳哲文：「Reissner-Nordstromプラックホール周りのforce-free磁場と“Meissner効果”」，第63回日本物理学会年次大会，立教大，2009年3月.木村匡志: 「合体する多体プラックリング解」,第63回日本物理学会年次大会,立教大, 2009年3月.伊形尚久，石原秀樹，古池達彦：「Killingテンソルと荷電粒子の運動の定数」，第63回日本物理学会年次大会，立教大，2009年3月.阿部博之，中尾憲一，柴田大：「高次元数値相対論における座標条件」，第63回日本物理学会年次大会，立教大，2009年3月10.伊形尚久「竜磁場を伴うプラックホールの周りの荷電粒子の保存量」「プラックホール磁気圏」勉強会 2 0 0 8年 3月、名古屋大学理学部阿部　博之「高次元数値相対論の座標条件」第10回特異点研究会「特異点と時空、およ11.び関連する物理」2009年1月，KEK. 12.伊形尚久「Killingテンソルと荷電粒子の運動の定数」第10回特異点研究会「特異点と時空、および関連する物理」2009年1月，KEK. 13.木村 匡志「合体するプラックリング解」第10回特異点研究会「特異点と時空、および関連する物理」 2009年1月，KEK. 14.孝森洋介「Force Free Magnetic Fields on Extremal」第10回特異点研究会「特異点と時空、および関連する物理」2009年1月，KEK.
その他
1. 石原秀樹：出張授業「プラックホールの物理学」茨木高校 2008年10月18日2. 石原秀樹：出張授業「プラックホールの物理学」京都教育大学附属高校 2008年10月29日3. 石原秀樹：出張授業「相対性理論と重力の謎」大阪府立大手前高等学校 2008年12月10日
学位論文
修士論文
伊形尚久：「電磁場を伴うプラックホール時空中を運動する荷電粒子の運動の定数」阿部博之：「高次元数値相対論の座標条件」
博士論文
小川浩司：「Perturbations of Spacetime around a Stationary Rotating Cosmic String」
研究助成金取得状況
1. 石原秀樹：学術振興会・基盤研究(C)（代表） 「大域的に非自明な漸近平坦性をもつ高次元プラックホール」
海外出張および海外研修
1.石原秀樹: Veli Lošinj,クロアチア, 2008年8月24日- 30日, workshop "Black Holes in General Relativity and String Theory” 出席・発表
その他
無し

研究概要
1.スキルム模型によるπ N散乱のボルン項について（伊藤、有馬）
スキルム模型は低エネルギーQCDの有効模型の一つである。有名なクォーク模型とは異なり、中間子の非線形相互作用によりハドロンの性質を再現しようとするものである。この模型はバリオンの静的な性質の解明に適用されることがあったが、中間子・バリオン散乱への応用はあまり進んでいるとは言えない。それは、スキルム模型がヶＮ散乱のボルン項を出すことができない、とされていたからである。本研究では、スキルム模型によるソリトンの重心運動を適切に量子化することにより、π N散乱のボルン項が現れることを示した（伊藤：修士論文）。その際、カイラル簡約公式を利用することで、ソリトン場による軸性カレントをπ N散乱S行列に関連付けたことが重要である。また、この計算で得られたπ N結合定数は1/Nc展開において期待される次数であることもわかった。この結果については、現在論文として発表する準備を進めている。
2. K-bar N散乱とΔ (1405)の構造について（中村、有馬）
K-bar N散乱の研究は、ハドロン間相互作用におけるカイラル対称性SU(3)の役割を知るうえで重要な意味がある。しかし、π Σ状態との強い結合に加え、構造の良く分かっていないΛ (1405) のために、その理解は進んでいない。そもそも、Λ (1405)はK-bar N束縛状態として予言されたものであるが、それがクォーク模型による3-quark束縛状態としての理解とどのように関係しているのかが良く分かっていない。通常は3-quark束縛状態としてのA (1405)は考えないことが多い。本研究では、A (1405)の構造としてK-bar N束縛状態と3-quark東縛状態の両方の可能性を考えて散乱解析を行った。その結果、散乱断面積などの実験データと比較する限りでは、Λ(1405)の構造として3-quark束縛状態の可能性を排除できないことがわかった（中村：修士論文）。また、この反応のアイソスピン対称性については、 3-quark束縛状態を考慮したほうが、より良く実験値を再現することも分かった。この結果は、バリオン共鳴状態の構造解析に深く関係することであり、現在引き続いて研究を進めている。
3. 複素Ｇ行列有効核力を用いた複合核間相互作用：¹60+¹60弾性散乱での検証
昨年度、核媒質中での多体相関効果を取り入れ、また、三体力の効果まで取り入れた「核子間有効核力（複素G行列）」を開発してCEG07と名づけ、これに基づいて核子と原子核間の相互作用を微視的に構築し、その有効性を陽子ー原子核散乱で昨年度検証した[論文1]が、本年度は、double-folding modelに基づいて原子核一原子核系の光学ポテンシャルを導出する模型を開発し、核一核系相互作用検証のベンチマーク・テストとして広く用いられている160+160系の弾性散乱に適用し、模型の有効性を検証した。結果は極めて大きな成功を収め、no-parameterで見事に実験データを再現することに成功した。特に、二つの原子核が重なる高密度領域で斥力的な三体核力の効果が極めて重要な役割を演じていることを始めて明らかにした[論文2]。この事は、中性子星等の高密度天体での核媒質の性質を原子核衝突現象を通して研究できる可能性を拓く重要な成果であり、他の原子核散乱系での検証を進めつつある[古本：博士論文]。
4.複素Ｇ行列有効検力を用いた検反応の研究：Li-アイソトープ散乱と分解過程の効
来
(古本、山本(都留文科大)、櫻木) 160+160系弾性散乱で大きな成功を収めた「CEG07複素G行列」に基づく原子核間相互作用の微視的理論に基づき、弾性散乱以外の種々の核反応を分析する反応理論の定式化と反応計算コードの開発を行った。核反応の中でも、非常に強く起こり弾性散乱はじめ他の反応過程に対しても大きな影響を及ぼす「分解反応過程」への適用性の検証が一つの大きな鍵である。そのため、広いエネルギー領域で分解反応が重要な役割を果たすことが期待されているLi-isotopes,具体的には、安定核である 6Li および中性子過剰核の°Li, ¹¹Liの原子核による弾性・非弾性散乱の分析を行い、更に、6Liについては 6Li→ α +d 分解過程の効果を離散化連続チャネル結合法(CDCC法)を用いて分析した（古本：学会発表２）。 5.原子様のGlobal densityの不安定核領域への拡張 （坂東、高階(阪大)、古本、櫻木）安定線から遠く離れたdripline近傍の中性子・陽子過剰不安定核の核子密度分布は、安定核のそれとは大きく異なっていることが、幾つかの軽い核で明らかになり、それらが、原子核間相互作用や核反応にも大きな影響を与えることがわかってきた。しかし、核図表全体の広い原子核種についての全体像はほとんどわかっていない。今後、RIBFをはじめとする多くの実験施設で行われていく不安定核に関する核反応実験を理論的に分析する上で、核図表全体にわたる核子密度公式(Global  density  formula)を作成しておくことは極めて有用である。そこで、この研究では、核内の陽子密度、中性子密度について、Fermi分布関数型を仮定し、半径パラメータおよび表面のぼやけパラメータを、陽子数Zと中性子数Nの関数として、Tajima氏らの密度依存Hartree-Fock計算が予想する中性子と陽子分布の平均二乗半径を再現するように決定することにより、Global density formulaとして定式化した。更に、その公式の有効性を、既存の不安定原子核と陽子との弾性散乱データの理論解析に用いて検証した（坂東：修士論文）
6. ¹ºC散乱における¹ºC→¹ºC+n分解過程効果の断熱近似による研究
楔木）
(松浦、古本、 ¹C原子核は中性子分離エネルギーが僅かEn=0.53MeVと極めて小さく、典型的な中性子ハロー構造をもつ中性子過剰核である。そのため、19Cと他の原子核との散乱・反応過程においては、¹9C→¹8C+n分解過程が容易に起こり、反応過程に大きな影響を及ぼすことが予想される。この分解で生成する核¹℃と中性子(n)の質量が大きく異なることと、分離エネルギーEnが非常に小さい事を利用すると、断熱Recoil近似(Johnson et al.,PRL79,2771(1997))を用いることができ、18 C＋n＋標的核の三体核反応を断熱近似の下で厳密に解くことが可能となる。ただし、19Cの基底状態は18C+nの相対角運動量がL=0(s-state)かL=2(d-state)かが確定しておらず、両方の混合状態である可能性が指摘されている。そこで、originalの断熱Recoil近似に、基底状態が混合状態であることを反映できるよう拡張した定式化を行い、これを用いて、一核子あたりの入射エネルギーが E/A=50 ～200 MeVでの¹°Cと標的核( ¹²C, ⁴⁰Ca )との弾性散乱における¹°C→¹8C+n分解過程の効果を分析した（松浦：修士論文）。 7. ²⁰C原子様における中性子と腸子のdecouplingの研究(Elekes (Hungary)，櫻木、古本、他） ²⁰C 原子核は、中性子数(N=14)が陽子数(Z=6)の2倍以上もある中性子過剰核である。C-isotopesにおいては、16Cで第１励起状態(2†)から基底状態への電気四重極遷移確率(B(E2))が、理論の予想より一桁以上小さい異常が発見され、核内の陽子と中性子の運動の分離(decoupling)が生じている可能性が示唆され、実際にdecouplingを予想する構造模型の波動関数を用いた核反応計算によって、 decoupling現象の存在が明らかにされた(高階、櫻木、延与, Phys. Rev. C71, 0546020 (2005))。同様のB(E2)の異常が、より中性子過剰な20C原子核でも予想されている。そこで、 ElekesらRIKENの実験グループは、理研のRIビーム実験装置を用いて20 Cが第１励起状態(2 + )ヘ励起する非弾性散乱を、水茶標的(p)および鉛標的(²⁰8Pb)で行い、励起状態(2†)から基底状態へ遷移するガンマ線の測定から反応断面積の実験値を求めた。これを大阪市大の理論グループが微視的核反応理論に基づいて核反応解析を行い、陽子と中性子のdecoupling現象が20C原子核でも起こっているという理論予想と矛盾しない結果を得た[論文3 ]。
教育・研究業績
学術論文
T.Furumoto, Y.Sakuragi, and Y. Yamamoto, "New complex G -matrix interactions derived from two- and l. three-body forces and application to proton-nucleus elastic scattering", Phys. Rev. C 78, 044610-1 – 044610-12 (2008) T.Furumoto, Y.Sakuragi, and Y. Yamamoto, "Three-body-force effect on nucleus-nucleus elastic 2. scattering",    Phys. Rev. C 79, 011601-1 (R) -- 011601-4 (R) (2009) Z. Elekes, Zs. Dombr´adi, T. Aiba, N. Aoi, H. Baba, D. Bemmerer, B. A. Brown, T. Furumoto, Zs.F¨ul¨op, 3. N. Iwasa, A. Kiss, T. Kobayashi, Y. Kondo, T. Motobayashi, T. Nakabayashi, T. Nannichi, Y. Sakuragi, H.Sakurai, D. Sohler, M. Takashina, S. Takeuchi, K. Tanaka, Y. Togano, K. Yamada, M. Yamaguchi, and K. Yoneda, "Persistent decoupling of valence neutrons toward the dripline: study of 20 C by spectroscopy", Phys. Rev. C 79, 011302-1 (R)-- 011302-5 (R) (2009)
国際会議会議験
1. T. Furumoto, Y. Sakuragi and Y. Yamamoto, "Importance of three-body forces for nucleus-nucleus scattering", Proceedings of the International Confererence on the Interfacing Structure and Reactions at the Centre of the Atom (Kernz08), (1-5 December 2008, Queenstown, New Zealand), in press.
国際会議発表
1. Y. Sakuragi, T. Furumoto, S. Okamoto, M. Takashuna, "Collective deformation of neutron distributio n in nuclei probed by proton inelastic scattering", CNS-RIKEN Joint International Symposium on Frontier of gamma-ray spectroscopy and Perspectives for Nuclear Structure Studies (gamma08) ,RI KEN, April.3-5 2008, (Invited talk) 2. T. Furumoto, Y. Sakuragi and Y. Yamamoto, "Microscopic optical potentials for nucleon-nucleus (N- A) and nucleus-nucleus (A-A) systems - important role of three-body force -", JUSTIPEN-EFES-H okudai-UNEDF meeting (July 21-25, 2008, Hokkaido) (Invited talk) 3. T. Furumoto, Y. Sakuragi and Y. Yamamoto, "Importance of three-body forces for nucleus-nucleus s cattering", International Confererence on the I nterfacing Structure and Reactions at the Centre of t he Atom (Kernz08), (1-5 December 2008, Qeenstown, New Zealand) (Oral talk) 4. Y. Sakuragi, T. Furumoto, S. Okamoto, M. Takashina, "Neutron deformation in nuclei probed by pro ton  inelastic  scattering"  International  Confererence  on  the  Interfacing  Structure  and  Reactions at  the Centre of the Atom (Kernz08), (1-5 December 2008, Queenstown, New Zealand) (Contribution)
学会・研究会講演
1.古本猛憲、櫻木弘之、山本安夫；「原子核-原子核反応における三体力の効果」 (RCNP研究会「RCNPにおける不安定核の研究〜RCNPビームラインの可能性を探る〜」，2008年8月8-9日、阪大・核物理研究センター)古本猛憲、櫻木弘之、山本安夫；「複茶G行列有効核力を用いた Li isotope-原子核反応の2. （日本物理学会2008年秋季大会、2008年9月20－23日、山形大学）角年がし高階正彰、櫻木弘之：「160+160非弾性散乱における多段階効果」 3. (日本物理学会2008年秋季大会、2008年9月20－23日、山形大学)古本猛憲、櫻木弘之、山本安夫；「∑-nucleus potential based on folding model with complex 4. (科研費特定領域研究「ストレンジネスで探るクォーク多体系」 G-matrix interaction」研究会2008、2008年10月29-31，加賀市）古本猛憲、櫻木弘之、山本安夫；「軽い重イオン散乱における三体斥力の効果」（RCNP研究会5. 「少数粒子系物理の現状と今後の展望」、2008年12月23-25日、阪大・核物理研究センター)櫻木弘之；「原子核の微視的光学ポテンシャル研究の現状と展望」 6. (RCNP, Osaka University Nuclear Physics Colloquim, 2009年3月16日)古本猛憲、櫻木弘之、山本安夫；「Application and problem of complex G-matrix folding model in 7. nuclear reactions」（「微視的 folding 計算のワークショップ」、2009年3月17-18日、九大・理）堀井香織，土岐博，櫻木千典，高階正彰，谷口億宇，古本猛憲； 8. 「内部構造を考慮した8 Bと陽子および12 Cとの弾性散乱」（日本物理学会第64回年次大会、 2009年3月27一30日、立教大学)
海外研修
1.古本猛憲(D3), International Confererence on the Interfacing Structure and Reactions at the Centre oft he Atom (Kernz08), (1-5 December 2008, Queenstown, New Zealand),国際会議出席・ロ頭発表
学位論文
修士論文
中村祥一：「πΣ－KN相互作用と共鳴状態」 1.伊藤智映：「スキルミオンによるπN散乱の考察」 2. 3.坂東和樹：「原子核のGlobal densityの不安定核領域への拡張」松浦真至：「19Cの弾性散乱における19C→18C+n分解過程の効果」 4.
博士論文
1.古本猛憲： 「Study of nuclear reactions with complex G-matrix interaction J
研究助成金獲得状況
1.櫻木弘之：日本学術振興会・科学研究費補助金(特定領域) 「ストレンジネスで探るクォーク多体系」公募研究「ヘイパー核およびハイペロン一原子核散乱に現れるYN相互作用の諸特性」(分担者)30万円
その他
1. 櫻木弘之：理化学研究所・客員主管研究員（兼職）（本林・重イオン核物理研究室）櫻木博之：先端研究拠点事業－国際戦略型－（2008年度～2010年度　） 「エキゾチック・フ2.ェムトシステム研究国際ネットワーク」に、協力研究機関・協力研究者3.櫻木弘之：RCNP研究会「RCNPにおける不安定核の研究~RCNPビームラインの可能性を探る~ (2008/07/18-19)」世話人標木弘之：国際会議 「Nuclear Structure and Dynamics (Dubrovnik '09,（クロアチア）),国際助言委4.員会(IAC)委員5.櫻木弘之：物理教室談話会（新歓）「元素の起源と宇宙-原子核物理学への招待-」 (2008年4月23日)櫻木弘之：物理出張授業「量子力学の世界」 6. (京都府立東舞鶴高等学校、2008年10月27日)櫻木弘之：物理出張授業「元素のふるさとは宇宙」 7. （京都府立南陽高等学校、2008年11月8日）櫻木弘之：物理出張授業「元素のふるさとは宇宙」 8. (兵庫県立西脇高等学校、2008年12月15日)有馬正樹：物理出張授業「クォークの世界」 9. (大阪府立千里高校、2008年10月8日) 10. 有馬正樹：物理出張授業「クォークの世界」 (大阪府立天王寺高校、200年10月20日)