hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノバブルによる書き換え可能4次元光メモリの開発

本研究の目的は,フェムト秒レーザーパルスの非線形光学効果を利用して,透明固体材料内部に書き換え可能な暗号化4次元光メモリを開発する光マイクロ・ナノ加工に関連する技術を確立することである.本年度は(1)フェムト秒レーザー光パルスによるボイド形成のメカニズムの解明,(2)ボイドの発生と移動の時間分解計測,(3)ボイドの誘起形状の制御と暗号化メモリの開発を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.時間領域差分法による光の伝播解析ガラス内部に埋め込まれたボイド構造中の伝播解析を時間領域差分法により解析した.光導波路中のボイドの移動フェムト秒レーザーによりシリカガラス内部に直径約2ミクロンの光導波路を作製し,次に,光導波路中にボイドを作製した.レーザーパルスの照射によりボイドが光導波路に沿って,光軸方向に移動していくことがわかった。集光ビームプロファイルによるボイドの形状制御フェムト秒レーザーパルスのビーム形状を制御することにより,ボイドの断面の形状が1.7倍変化することを実験により確かめた。2次元ボイドアレイの偏光依存性また、2次元ボイドアレイを書き込み,その回折光強度が読み出し光の偏光方向に依存し、回折光強度の比が2倍変化した。本研究の目的は,フェムト秒レーザーパルスの非線形光学効果を利用して,透明固体材料内部に書き換え可能な暗号化4次元光メモリを開発する光マイクロ・ナノ加工に関連する技術を確立することである.本年度は,(1)フェムト秒レーザー光パルスによるバブル形成のメカニズムの解明,(2)書き換え可能3次元光メモリの作製,(3)ナノ・マイクロバブルの発生と移動の時間分解計測を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.集光ビームプロファイルによるボイドの形状制御フェムト秒レーザーパルスのビーム形状を制御することにより,ボイドの形状が変化することを見出した。2次元ボイドアレイの偏光依存性また,2次元ボイドアレイを書き込み,その回折光強度が読み出し光の偏光方向に依存することを見出した。ボイドの3次元移動フェムト秒レーザーパルスの集光照射により,ガラス内部及びフッ化カルシウム結晶内部でボイドが移動する現象を見出した.また,ボイドを光軸に垂直に移動させることにも成功した.論文誌Optics Expressに掲載された.レンズの作製シリカガラス内部にボイドを配列した輪帯を作製することにより,大きさ400ミクロンのフレネルレンズを作製した.He-Neレーザー光を入射し,集光スポット径は理論と同程度の7ミクロンであった.また回折効率は約2%であった.時間領域差分法による光の伝播解析ガラス内部に埋め込まれたボイド構造中の伝播解析を時間領域差分法により解析した.本研究の目的は,フェムト秒レーザーパルスの非線形光学効果を利用して,透明固体材料内部に書き換え可能な暗号化4次元光メモリを開発する光マイクロ・ナノ加工に関連する技術を確立することである.本年度は(1)フェムト秒レーザー光パルスによるボイド形成のメカニズムの解明,(2)ボイドの発生と移動の時間分解計測,(3)ボイドの誘起形状の制御と暗号化メモリの開発を行う予定であった.本年度に得られた成果は下記のとおりである.時間領域差分法による光の伝播解析ガラス内部に埋め込まれたボイド構造中の伝播解析を時間領域差分法により解析した.光導波路中のボイドの移動フェムト秒レーザーによりシリカガラス内部に直径約2ミクロンの光導波路を作製し,次に,光導波路中にボイドを作製した.レーザーパルスの照射によりボイドが光導波路に沿って,光軸方向に移動していくことがわかった。
難治性慢性硬膜下血腫の成因に関する形態学的、生化学的研究

慢性硬膜下血腫症例は12例でありそのうち再発症例は2例であった。手術時採取したのは再発症例を含め10例である。男性7例、女性3例であり年齢は65歳から80歳であり平均71.3歳であった。試料は手術中に血腫外膜を損傷しないように摘出した。前年度と同様に走査、及び透過電子顕微鏡用の試料を作成した。また光顕試料は免疫組織学的にFGF,VEGFの抗体を用いて反応をみた。透過電子顕微鏡所見では皮膜内には多数の洞様血管が多数認められた。その内皮細胞は有窓性で、多数の赤血球が認められた。その間質には多くの膠原線維が認められた。走査電子顕微鏡で観察すると蜂の巣状に線維が走行していた。しかしながら内膜側に移行するにつれ膠原線維の層は薄くなり血管の補強という点からは内膜にいくにつれ血管は脆弱になると考えられた。これらの結果についてはGeriatric Neurosurgery vol10.に掲載された。免疫組織学的には5例の試料についておこなった。FGFでは皮膜内洞様血管外に多く反応が認められた。VEGFはやはり皮膜内、とくに硬膜側に多く反応が認められた。免疫電顕では金コロイド法による包埋前法で施行しているが、一部症例については線維芽細胞にFGFの反応がでるが別の症例では反応が見られずその結果については一定しない。またVEGFについては皮膜内洞様血管内皮細胞内に反応が見られた。FGFと同様に反応が陽性と陰性の血管がある。また陽性の血管についても硬膜側に多く存在していた。これらの結果は血腫皮膜が硬膜から形成されることを示していると考えられる。これら免疫組織学的結果について全症例について検討中である。11月より70歳以上の高齢者慢性硬膜下血腫の症例は3例、70歳以下の症例は3例であった。そのうち再発症例は3症例である。手術時に採取できたのは3症例であった。手術中に被膜を損傷しないように採取した。まず形態学的には走査電子顕微鏡用に試料を作成した。10%水酸化ナトリウム処理をおこない被膜の膠原繊維を露出させ走査電子顕微鏡で観察した。被膜の硬膜面は膠原繊維が密であった。反対に血腫面は繊維は粗であった。これらの画像所見を分析したところ明らかに膠原繊維の走行、及びその量に差があった。70歳以上の高齢者試料でも膠原繊維の構築には差がなかった。以上よりこれらの膠原繊維の構築は慢性硬膜下血腫に特徴ある所見と考えられた。Geriatric Neurosurgery vol10に投稿中である。生化学的アプローチはVEGFを用いて被膜内の分布を観察するが、抗体の反応がうまくいかず現在抗体の濃度をかえて反応を見ているところである。免疫電顕まで試料を作成する予定だったがまだ光顕レベルで反応を検討中である。平成十年度は免疫組織学的研究を中心にすすめる。それと平行して慢性硬膜下血腫被膜の採取をおこない症例数を増やす。
共通光路型顕微干渉計の試作と凝固・成長過程のその場観察

光軸の調整に熟練を要する従来の二光束型顕微干渉計に代って、取扱いの容易な共通光路型顕微干渉計を新たに試作した。本光学装置を用いて透明な有機合金結晶(サクシノニトリル・アセトン)の一方向凝固過程のその場観察を行なった。サクシノニトリルは多数回の帯域精製を施したものを用い、減圧蒸留を加えたアセトンを溶質として用いた。試料セルには光学研磨を施した石英ガラスを用い、両端に加熱、冷却モジュ-ルを取り付け、セル内の温度を制御した。一定の温度勾配下で平衡させた後に、一定の速度で冷却し成長させた。その際の観察項目としては、明視野像による成長速度、界面形態と、干渉縞像による液相中の溶質濃度勾配とした。固液界面において局所平衡が成立すると仮定すると、成長は液相中の溶質の輸送に律速される。本研究では、液相中の溶質の輸送過程として、拡散と流れを考慮したモデルを定式化し、実験との比較を行なった。結果は、界面近傍における拡散層の存在を仮定した拡散境界層モデルが実験結果を良く説明した。干渉縞像からは、界面近傍において著しい濃度勾配が観察され、その値は成長速度と良い対応を示していることが分った。また濃度勾配の顕著な領域の大きさは先述の境界層モデルの計算値とも良く一致していた。成長方向を重力ベクトルの方向にとった実験では、トレ-サ-の移動から求めた流速が大きくなり、境界層幅は減少すること、したがって成長速度が大きくなることが明確に観察された。以上をまとめると、本研究で試作した共通光路型顕微干渉計は、界面形態、界面移動速度のみならず、環境相中の情報、例えば濃度勾配、流速の空間分布の測定に適しており、地上における結晶成長過程の解析はもとより、軽量、耐振性等の構造上の特徴は宇宙空間等の微小重力環境中での使用を可能にするものといえる。参照光と試料光を同一光路とする共通光路型顕微干渉計を試作した。マッハツェンダ-型の二光路顕微干渉計に比較して、(1)軽量、(2)振動に強い、(3)光軸調整が容易、等の特徴を有していることが明らかとなった。λ=680nm,780nmの二つのレ-ザ-ダイオ-ドを光源とすることにより、液相中の温度、濃度の非接触測定への適用の可能性を検討した。サクシノニトリル・アセトンをモデル合金試料とした一方向凝固過程の直接観察より、固液界面前方に形成される拡散境界層内の濃度勾配と界面移動速度の間には比例関係が認められた。実験結果は数値計算結果とも良い一致を示しており本装置の有効性が確認された。本手法を固液界面の安定性の検証に適用したところ、界面の不安定化(平坦→セル・デンドライト状)のクライテリオンはG_C,G_Tをそれぞれ界面における濃度勾配、温度勾配、mを液相線とすると、Mullin,Sekerkaの理論から予想されるSmG_C>G_Tで与えられることが明らかとなった。ただしSは、初期濃度に依存した定数であり、本実験の範囲では移動速度にも依存した。しかしながら凝固開始から定常に至る遷移過程での凝固速度は、数値計算結果よりも大きく、溶質濃度差に起因した対流が、境界層厚さを小さくしていることが示唆された。以上を要約すると、液相中の対流は溶質濃度分布を変えることのより、凝固速度に影響を与えるが、界面近傍には明らかな拡散境界層が形成されており、界面の安定性のグライテリオンには顕著な影響を及ぼさないといえる。

以上をまとめると、本研究で試作した共通光路型顕微干渉計は、界面形態、界面移動速度のみならず、環境相中の情報、例えば濃度勾配、流速の空間分布の測定に適しており、地上における結晶成長過程の解析はもとより、軽量、耐振性等の構造上の特徴は宇宙空間等の微小重力環境中での使用を可能にするものといえる。
欧文資料による近代中国語音韻史研究

本研究計画の目的は19-20世紀湖北方言の音韻について考察することである。中国語は漢字のみで書かれるため、本研究では中国を訪れた宣教師らが残したアルファベットによる記録を用い、より確度の高い再構を試みた。平成24年度は、研究計画の段階では、考えられる資料としてDe NinoのPiccolo Vocabulario Cinese-Italiano(1925)やLandiのPiccolo Vocabulario Italiano-Cinese (1939)などを挙げた。いずれもイタリア人による中国語-イタリア語の対訳辞書であり、漢字に振られたローマ字標音から音韻を分析することが可能である。しかし研究の途中William Scarboroughの『諺語叢話A Collection of Chinese Proverbs』Shanghai: American Presbyterian Mission Press (1875)を入手し、この資料の分析を優先することとした。理由は1875年という、上述の資料よりかなり早い段階の文献を分析することで19世紀後半の湖北方言の状況がより精確に浮かび上がると判断したためである。この資料は中国語の各種ことわざに漢口方言(Hankow Dialect)によるローマ字標音を加えたものであり、ウェイド式を多少改めた正書法を採用している。全465ページ、総計2720のことわざを収録するが、ここに現れたローマ字標音は19世紀の漢口音を知る上で豊富な資料を提供してくれる。「漢口」と基礎方言を明示している点も貴重である。また、すでに筆者が分析した『三字経』(1869)と年代も近く、それと対比することで『三字経』の湖北方言資料としての位置もより明確にすることができるだろう。今年度の成果は三つある。一つはIngle Hankow Syllabary(1899)の分析を発表したことである。この発表では『漢音集字The Hankow Syllabary』の音系を分析して19世紀最末期の湖北方言を明らかにした。『漢音集字』は漢口方言を反映するが、『湖北方言調査報告』(1948、ただし漢口の調査年は1936)においてはすでに見られない特徴を見いだすことができた。例えば通摂入声だけではなく遇摂の一部にも-ungと標音される音節があったり、果摂疑母字に合口の音節が出現したり、「熱」をraoと標音したりする点である。二つ目はイタリア語資料を用いて20世紀湖北方言の音韻を分析したことである。すでに19世紀中頃のイタリア語資料『三字経』(1869)を分析しているが、今回の成果と対照させることで湖北方言音韻史についての時間的な幅と分析の精度を向上させることを狙いとしている。利用した資料はDe Nino PiccoloのVocabulario Cinese-Italiano(1925)やLandiのPiccolo Vocabulario Italiano-Cinese (1939)である。いずれもイタリア人による中国語-イタリア語の対訳辞書であり、漢字に振られたローマ字標音から音韻を分析した。これについての報告は平成26年度中に行うことを目指している。第三にScarborroughのA Collection of Chinese Proverbs(1875)を入手したことである。これは湖北でよく聞かれる中国語のことわざや成語を集成したもので、おのおのの漢字の脇に湖北方言によるローマ字標音を付し、全体の英訳を与えるものである。A Collection of ChineseProverbsは当時の音韻を知る資料として一定の価値を有すると思われ、この分析にも着手した。平成23年度は実施計画に記載したとおり英語資料に基づく分析を進めた。具体的な資料としてはJames Addison Ingle(中国名・殷徳生)の『漢音集字Hankow Syllabary withreferences to Giles' Dictionary』(Hankow: N.B.S.S.Mission Press、1899)をとりあげた。この資料は当時の中国の常用字をジャイルズ式のローマ字標音に従い(ジャイルズによる漢字番号も付してある)、当時の湖北方言にあったと思われる5つの声調ごとに配列したものである。現在のところ資料を整理・電子化した上で音韻体系の分析を進めているところである。その結果19世紀最末期の湖北方言の音韻体系を如実に示すものとして、現代方言とは異なるいくつかの特徴を見いだすことができた。そうした資料分析の成果については研究期間内に公にすることを目標とする。また19世紀湖北方言に関連する資料として郭連城『西遊筆略』を取り上げその音訳語にみえる基礎方言について初歩的な分析を試みた。現在までに『漢音集字』および『諺語叢話』の分析を進め、成果公表の準備をしている。初版の事情により公表が遅れているが、2013年度中に公刊できる見込みであることから研究が特に遅延しているとは考えない。2013年度には、「今後の研究の推進方策」に記述したとおり、これまでの成果を総合し、かつ公になっている現代語についての成果(例えば趙元任等編『湖北方言調査報告』(1948)、李栄主編『武漢方言詞典』(1995)など)と対照させることで、現代につながる近200年の湖北方言の変化を捉えたい。

本研究の目標は湖北方言音韻史の再構にあることから、その作業が順調に進んでいると見込まれるため、おおむね順調に進展していると判断した。当初計画ではJames Addison Ingle(中国名・殷徳生)の『漢音集字Hankow Syllabary withreferences to Giles' Dictionary』(1899)についての音韻分析を進めることを主眼としており、その分析は順調に進んでいる。その結果を口頭発表および論文にまとめるための準備も進んでおり、【研究実績の概要】に述べたとおり成果の公表は研究期間内に行うことを目指す。ScarborroughのA Collection of Chinese Proverbs(1875)も分析する計画があったが、計画書にも記載したとおりこれは付随的なものであって、本研究計画の中では主要な目標ではない。したがって今年度の研究計画と対照した場合、おおむね順調に推移していると判断することができるだろう。この年は研究計画の最終年度であるため前2年の成果を総合して湖北方言音韻史の構築を図る。近200年にわたる英語資料とイタリア語資料を分析し積み重ねることにより、かなり精確な音韻史の再構が可能になると期待される。尖音・団音の口蓋化の順序及びその時期、入声の消失年代、流摂明母と通摂明母入声との韻母合流現象など、相当な細部にわたって明らかにすることができるであろう。同時に、すでに公になっている現代語についての成果(例えば趙元任等編『湖北方言調査報告』(1948)、李栄主編『武漢方言詞典』(1995)など)と対照させることで、現代につながる変化をも捉えたい。当初研究実施計画の平成24年度部分に記載したとおり、イタリア資料を用いて湖北方言の音韻を分析したい。Ingleの『漢音集字』が19世紀最末期の湖北方言の音韻の様相を示すものであるとすれば、この期間に取り上げる予定の資料たとえばDe NinoのPiccolo Vocabulario Cinese-Italiano(1925)やLandiのVocabulario Italiano-Cinese(1939)などは20世紀前半の状況を記録したものと考えることができるだろう。すでに過去の研究において19世紀後期の湖北方言を反映していると考えられるイタリア語資料郭棟臣『三字経』(1869)を分析している。他の時代のイタリア語資料を扱うことで『三字経』研究との通時的な連続性を確保しつつ、同時代性という点で昨年度おこなった英語資料とも関連づけができる。このようにして近代湖北方言音韻史の再構について時間的な幅と分析の精度を向上させることができるであろう。研究費に繰り越しが発生した要因の多くは円高である。資料調査の際、予想外の円高によって旅費が予算よりも少なくなったことが大きい。2013年度は5月現在円安傾向にあることから、調査・研究成果報告の旅費は設定した予算に相当する額でおさまるだろう。繰り越した研究費は資料の収集にあてる。最近中国では大型の資料集の刊行が相次ぎ、研究の上では非常な便をもたらしつつあるものの、円安傾向もあってその購入費は高騰している。
本邦オリジナルの遺伝性神経3疾患の分子生物学的研究

本邦オリジナルの遺伝性神経変性3疾患の原因検索を行った。沖縄型神経原性筋萎縮症(HMSN-P)については、TRK-fused geneに原因を同定。他グループからも同変異が確認された。都城に多い遺伝性白質脳症(HDLS)について、1997年に臨床像を報告したが、2011年にメイヨー大学により、原因遺伝子CSF1Rが発見され、同変異を確認した。16q-ADCA(SCA31)については、原因とされる2.5-3.1kbのリピート挿入変異を確認した。南九州ではリピート長と臨床症状に相関なく、変異のない家系も認めた。沖縄県に多発する難病である沖縄型神経原性筋萎縮症(HMSN-P)については、遺伝子座を同定し、候補領域を3番染色体の2メガベースに縮め、様々なアプローチで原因に迫っている。Long PCR法で、すべての候補領域を増幅し、次世代シークエンス解析で配列を決定。現在複数名のHMSN-P患者のデータを解析中である。16q-ADCA(SCA31)については、原因としてリピートの挿入変異が原因として報告されたため、Purtrophin変異陽性の症例について,南九州地域においても、2.5-3.1Kのリピートの挿入変異を確認した。南九州地域ではリピートの長さと発症年齢や病状には相関はなかったこと、優性遺伝性小脳失調症の1家系で16q-ADCAに多くみられるSNPsを持つものの2.5-3Kのリピートの挿入変異を持たない家系を認めたため、本例の候補領域のゲノムシークエンスを行い、比較を行っている。最新の遺伝子解析技術を駆使して、継続して地域性難病の遺伝子学的原因の決定や遺伝子診断を行い、着実に成果を出してきている。Long PCR法で、すべての候補領域を増幅し、MiSeqおよびGS juniorなどの次世代シークエンス解析で候補領域の配列を決定した。エクソンには異常はないが、イントロンの挿入配列などを探査している。16q-ADCA (SCA31)については、原因としてリピートの挿入変異が原因として報告されたため、Purtrophin変異陽性の症例について,南九州地域においても、2.5-3.1Kのリピートの挿入変異を確認した。南九州地域ではリピートの長さと発症年齢や病状には相関はなかったこと、優性遺伝性小脳失調症の1家系で16q-ADCAに多くみられるSNPsを持つものの2.5-3Kのリピートの挿入変異を持たない家系を認めた。その家系は、原因として報告されたペンタヌクレオチドリピートを持たず、異なるペンタヌクレオチドリピートを持つことを確認した。沖縄県に多発する難病である沖縄型神経原性筋萎縮症(HMSN-P)については、遺伝子座を同定し、候補領域を3番染色体の2メガベースに縮め、同領域の配列を決定し、TRK-fused gene(TF6)に原因を同定した。他グループからも、3番染色体長腕の同じ候補領域に同様の変異が確認され、この遺伝子が疾患の原因と考えられた。16q-ADCA(SCA31)については、リピートの挿入変異が原因として報告されたため、Purtrophin変異陽性の症例について、南九州地域においても、2.5-3.1Kのリピートの挿入変異を確認した。その家系は原因として報告されたペンタヌクレオチドリピートを持たず、異なるペンタヌクレオチドリピートとさらに長いものを持つことを確認した。発症機序はリピートの転写産物によるRNA-gain of functionメカニズムが提唱されているが、更に複雑な経路も存在する可能性も考えられた。対象とした3疾患のうち2疾患の原因はほぼ解明され論文作成中で、残りの1つの疾患についても、次世代ゲノム解析を進めて、原因まであと一歩である。24年度が最終年度であるため、記入しない。対象とした3疾患のうち2疾患の原因はほぼ解明され論文作成中で、残りの1つの疾患についても、次世代ゲノム解析を進めて、データも揃ってきたため、研究の進展はするものと確信している。
大型インタラクティブ・サーフェスのための入出力技術基盤

本研究では,テーブル型ディスプレイを代表とする大型インタラクティブ・サーフェスのための入出力技術基盤の開発を行った.具体的には,(1)透明弾性体によるサーフェスの立体化と歪み補正,(2)背面撮影型サーフェスの実現,(3)微弱電流を用いたアクティブ触覚フィードバック,(4)異種入力方式の統合,を行った.(1)(2)では液晶ディスプレイとシリコンゲルを用いた立体ディスプレイにおける歪み補正手法を開発した.(3)では上記シリコンゲルを導電性メッシュで覆い,ユーザのタッチ位置に応じて微弱電流のON/OFFを制御した.(4)ではタッチ入力とジェスチャ入力を統合する手法を開発した.平成24年度は申請者が開発した液晶ディスプレイ(LCD)と透明弾性体を用いた圧力検知可能なタッチパネルをベースとして,そこにおいて生じる映像歪み補正技術の開発を行った.透明弾性体を用いたタッチパネルは2.5次元の曲面型タッチパネルを実現できるが,その問題点は観察する方向による映像の歪みであった.この問題を以下のように解決した.(1)ディスプレイ上に置かれた透明弾性体を通過する光線をあらかじめキャリブレーションされた複数台のカメラで観察し,各画素からの光線の歪みを計測する.(2)この光線情報を利用してあらかじめ歪みを補正した映像を作成する.この結果,異なる方向から見ても歪みの補正された映像を作成することができるようになった.本研究の重要性は,従来2次元に限定されていたタッチパネルを,2.5次元に拡張した点,およびそれを極めてローコストに実現した点である.さらに平成24年度は背面撮影型システムの基礎設計を行った.まず,背面からの撮影により透明弾性体の光弾性効果が観察できるかどうかの基礎実験を行った.これを実現するためには透明弾性体の表面に拡散反射材を塗布する必要があった.そのため,この拡散反射材に適当な塗料を見つけるための基礎実験を行った.結果として,反射塗料の塗布により背面撮影システムが原理的に可能であることを確認した.この結果,従来のディスプレイ前方からカメラによる撮影する方式に比べ,背面にカメラを格納することでディスプレイ本体のコンパクト化の可能性が開けた.平成25年度は,まず微弱電流によるアクティブ触覚フィードバック技術の開発を行った.申請者らが開発した透明弾性体を利用したタッチパネルの表面を導電性メッシュで覆うことにより表面に電流を流すことが可能となった.ユーザがタッチした位置に応じて電流のON/OFFを行った.微弱電流発生装置としては低周波治療器にしようされているパルス電圧発生器を使用した.また,平成24年度に基礎設計を行った背面撮影型システムの詳細設計とプロトタイプ作成を行った.透明弾性体表面に拡散反射材を塗布することで,背面から光弾性効果を確認することができるようになった.ただし,カメラや光源の位置によって,観察される光弾性効果の大きさが異なる.カメラと光源の配置についての詳細な検討が必要である.さらに,透明弾性体による2.5次元曲面型タッチパネルに対して,異なる方式の2.5次元曲面型タッチパネルを考案し,実装した.具体的には極小の発泡ビーズを敷き詰めた層を空気を通過させない布で覆い,この内部気圧を制御することで2.5次元曲面型タッチパネルを実現した.情報投影には上部からプロジェクタを使用し,タッチ検出には上部から深度カメラを使用した.発泡ビーズを用いているため現状では透明弾性体のように背面LCDを使用できないが,これについては,発泡ビーズの代わりに透明アクリルビーズ,空気の代わりにアクリルと屈折率の近い油を使用することで同様な機能が実現出来る事も示した.平成26年度は大型インタラクティブ・サーフェスにおける異種入力方式の統合を行った.具体的には,申請者らが開発した高速度カメラを用いたジェスチャ入力システムと,タッチパネルシステムの統合に関する研究を行った.大型インタラクティブ・サーフェスの場合,遠方の物体には手が届かない.この場合,ジェスチャ認識が有望であるが,ジェスチャ認識だけでは手元の細かな操作が難しい.そこで,この両者を組み合わせるハイブリッド方式を実現した.利用者がサーフェス上に手を出し「つまむ」ジェスチャを行うと,手の真下にカーソルが表示される.この状態で手を遠隔の物体の方向に斜め上方に移動すると,カーソルが遠方に移動する.上方向への移動距離と前方への移動距離に応じて,遠方への移動距離が決定される.このパラメータを変更して実験を繰り返すことで,最適な比率を導出した.次に,遠方の物体にカーソルが重なった状態で,手を開きもう一度閉じることで物体を把持することができる.この状態で手を最初の位置まで移動すると,物体を手の真下に移動させることができる.真下に移動した物体はタッチパネル機能を使うことで,移動,拡大/縮小,回転など細かな操作が可能となった.本システムの特徴は,既存のタッチパネルはそのまま使うことが可能であり,ジェスチャ認識に関しては廉価なカメラでも実現可能な点である.今後,特に水平型インタラクティブ・サーフェスの普及を促進する技術の1つとなったと考えている.平成27年度は,昨年度までに開発した異種入力方式を統合し,その具体的なアプリケーションを作成した.特に,ジェスチャー認識においては,手指の鉛直方向の高さに応じて動的にカーソルの移動速度が変わる手法を提案・実現した.これを写真閲覧アプリケーションに使用することで,手の届かない遠方にある情報でも高速かつ正確な操作を実現した.本成果は国際会議ACM CHI2016におけるalt.chiにfull paperとして採択された.

また,ディスプレイが高さ方向に変形することで,3次元形状を自動的に作成できるインタラクティブサーフェスシステムを開発し,車載インタフェースへの応用システムを提案・実装した.具体的には,手指のジェスチャによって,窓の開閉,エアコン操作,オーディオ操作の各モードに移行し,それぞれに適応した形状に変化する.利用者は視線をサーフェスに移動することなく,現在のモードを把握できる.そして隆起したサーフェスのボタンを操作することで,各モードにおける操作が実現された.本研究では,テーブル型ディスプレイを代表とする大型インタラクティブ・サーフェスのための入出力技術基盤の開発を行った.具体的には,(1)透明弾性体によるサーフェスの立体化と歪み補正,(2)背面撮影型サーフェスの実現,(3)微弱電流を用いたアクティブ触覚フィードバック,(4)異種入力方式の統合,を行った.(1)(2)では液晶ディスプレイとシリコンゲルを用いた立体ディスプレイにおける歪み補正手法を開発した.(3)では上記シリコンゲルを導電性メッシュで覆い,ユーザのタッチ位置に応じて微弱電流のON/OFFを制御した.(4)ではタッチ入力とジェスチャ入力を統合する手法を開発した.サーフェスの立体化に関しては,透明弾性体による実装だけでなく,異なる素材を使用した新規性の高い機構を発明できた.この方式では形状を変化させることが可能で,かつ,サーフェス表面の硬度をも変化させることが可能である.本成果は国際会議での発表だけでなく,IEEE Computer Graphics and Applicationsにも採録された.背面撮影型サーフェスについては,プロトタイプを実現し,その方式の有効性を確認した.ただし,使用する透明LCDの透過度が現状では低いため,光弾性が十分に観察されないことも判明した.引き続き,解決法を考案中である.微弱電流を用いたアクティブ触覚フィードバックについては,実際のシステムを実現し,改良を重ねることでより位置精度の高いフィードバックが実現できるようになった.異種入力方式の統合については,タッチとジェスチャの統合が実現され,現在はタンジブルの統合を行っている.以上から,おおむね順調に進んでいるとかんがえる.27年度が最終年度であるため、記入しない。今後は,個別に開発された基盤技術を組み合わせたシステムとしての実現を目指すと同時に,応用システムの開発を行う.具体的には,オフィス環境でのミーティングテーブルや,医療分野での応用を念頭に置いている.また,開発された基盤技術の異なる種類のインタラクティブ・サーフェスへの適用を模索する.具体的には,従来のようなテーブル,壁といった平面的で硬い投影面だけでなく,布,水,霧,といった異なるスクリーン素材への表示,およびジェスチャ・タッチを利用したインタラクションを実現しようと考えている.予定通り,歪み補正技術の開発を行い,背面投影システムの基礎設計を行った.予定どおり微弱電流による接触フィードバックを実現した.さらに,透明弾性体とは異なる方式の2.5次元曲面型タッチパネルをも開発した.27年度が最終年度であるため、記入しない。
糖鎖分子マーカーを用いた肝内胆管癌の高感度診断システムの開発

新たな血清糖鎖分子マーカー(WFA-sialylatedMUC1,以下WFA)による診断は、胆道癌または肝内胆管癌患者において、対照被験者や良性胆道疾患患者よりも優れていた。癌のstageや組織型に依存せず、良性胆道疾患、胆管癌や肝内胆管癌ならびにstage I/IIの癌の診断で、従来の腫瘍マーカーよりも正確な診断能を示した。胆汁中のWFAも胆管癌や肝内胆管癌患者で良性胆道疾患よりも有意に高値を示し、その診断能は従来の腫瘍マーカーや胆汁細胞診よりも優れ、診断は正確であった。WFAは胆管癌や肝内胆管癌診断の有用なバイオマーカーで、将来的に臨床の現場で用いられるべきであることが示唆された。胆道癌と肝内胆管癌は胆道上皮の慢性炎症を背景に発生することより,従来の腫瘍マーカーによる早期診断には限界がある.我々は胆管癌に特異的な糖蛋白質マーカー(WFA-positive sialyl-MUC1:以下WFA)を見出し,高感度な測定系を構築した.今回はWFAの臨床的意義を検討した.胆道癌243(肝門部117,中下部71,胆嚢55),肝内胆管癌58,良性胆道疾患287および対照46の各症例より収集された血清と胆汁におけるWFAを測定し,部位,進行度,組織型との関連性を検討した.血清:WFAの濃度(nl/well, median, range)は,肝門部癌(346, 131-1910),中下部癌(252, 121-804),胆嚢癌(326, 56-2000),肝内胆管癌(505, 103-2000)の各癌腫において,良性胆道疾患(123, 25-595),対照(90, 0.6-230)に比して有意に高値であった.部位では肝内胆管癌が高値であった.進行度,組織型においては有意な差を認めなかった.良性胆道疾患,胆道癌および肝内胆管癌を対象にROC解析による診断能力を比較したところ,WFAはCA19-9, CEAに対して優位性を示した.胆汁:WFAの濃度(nl/well, median, range)は,肝門部癌(24, 10-653),中下部癌(29, 10-533),胆嚢癌(25, 11-341),肝内胆管癌(60, 25-432)の各癌腫において,良性胆道疾患(7.4, 0.3-45)に比して有意に高値であった.また,胆汁細胞診(class IIIb以上)の診断感度64%に対して,WFA(>cut-off 13.5)の感度は86%と優位性を示した.WFAの測定は今後の胆道癌診療において有用であると考えられた.学会発表を終了し,これまでの成果に関する論文の執筆を行なっている.また,消化器外科系のグループと共同で多施設臨床試験を実施している.胆道癌はその発生と進展環境の複雑性,また,それに関連すると考えられる癌進展様式の多様性を示すことより,最新の画像診断を駆使しても早期発見が難しく,早期癌の段階で外科切除出来る例は極めてまれである.胆管癌の治療成績の向上には早期診断の新しい分子マーカーの開発と診断システムの確立が重要である.糖鎖は「細胞の顔」とも呼ばれ,上皮細胞の表面形質である粘液糖蛋白の糖鎖構造は癌化により変化する.これには糖鎖を合成する遺伝子群(糖鎖遺伝子)のスイッチが正常細胞と癌細胞では異なることが関係する.既存の腫瘍マーカーの多くは糖鎖抗原である.コア蛋白に付加した糖鎖は,癌の発生や進展の生物機能とも密接にリンクしている.グライコミクスの手法により,新規糖タンパク質マーカーとしてWFA-MUC1が探索された.WFA-MUC1は従来の胆管癌マーカーであるCA19-9に対して感度面で優位性を示した.血清WFA-MUC1は,胆道癌の各癌腫において良性胆道疾患,対照に比して高値であった.部位では肝内胆管癌が高値であった.進行度,組織型においては有意な差を認めなかった.胆汁WFA-MUC1は,血清同様に胆道癌の各癌腫において良性胆道疾患に比して高値であった.た,胆汁細胞診の診断感度に対して,WFA-MUC1の感度は86%と優位性を示した.新規バイオマーカーのWFA- MUC1は,今後の胆道癌医療の向上に大きく貢献出来る可能性がある.今後においては,構築されたサンドイッチELISAを用いた多施設臨床試験の実施が急務である.胆道癌バイオマーカーに関する多施設共同臨床試験の実施開始が遅れている.胆道癌と肝内胆管癌は胆道上皮の慢性炎症を背景に発生することより,従来の腫瘍マーカーによる早期診断には限界がある.我々は胆管癌に特異的な糖蛋白質マーカー(WFA-positive sialyl-MUC1:以下WFA)を見出し,高感度な測定系を構築した.今年度はWFAの臨床的意義を検討した.胆道癌,肝内胆管癌,良性胆道疾患,対照の各症例より収集された血清と胆汁におけるWFAを測定し,臨床病理学的データとの関連性を検討した.

また,WFAが治療効果判定マーカーとして有用性を検討するために,ヒト胆道がん細胞による皮下腫瘍モデルを構築し,抗がん剤投与による抗腫瘍効果について検討を試みた.血清WFAの濃度は,胆道癌および肝内胆管癌の各癌腫において,良性胆道疾患および対照に比して有意に高値であった.部位では肝内胆管癌が高値で,進行度,組織型においては有意な差を認めなかった.良性胆道疾患,胆道癌および肝内胆管癌を対象にROC解析による診断能力を比較したところ,WFAはCA19-9, CEAに対して優位性を示した.胆汁WFAの濃度も,胆道癌および肝内胆管癌の各癌腫において良性胆道疾患に比して有意に高値であった.また,胆汁WFAの診断感度は胆汁細胞診の診断感度に対して大きな優位性を示した.WFAの測定は今後の胆道癌診療において有用であると考えられた.また,3種類のHER2陽性ヒト胆道癌細胞によるマウス皮下腫瘍モデルの作製に成功し,分子標的薬による抗腫瘍効果が確認できた(現在論文投稿中).今後,本マウスモデルの血清試料を用いてWFAが治療効果判定マーカーとして有用であるかを検討する予定である.新たな血清糖鎖分子マーカー(WFA-sialylatedMUC1,以下WFA)による診断は、胆道癌または肝内胆管癌患者において、対照被験者や良性胆道疾患患者よりも優れていた。癌のstageや組織型に依存せず、良性胆道疾患、胆管癌や肝内胆管癌ならびにstage I/IIの癌の診断で、従来の腫瘍マーカーよりも正確な診断能を示した。胆汁中のWFAも胆管癌や肝内胆管癌患者で良性胆道疾患よりも有意に高値を示し、その診断能は従来の腫瘍マーカーや胆汁細胞診よりも優れ、診断は正確であった。WFAは胆管癌や肝内胆管癌診断の有用なバイオマーカーで、将来的に臨床の現場で用いられるべきであることが示唆された。今後において得られる多施設臨床試験の結果をもとに,WFA-positive sialyl-MUC1に関する外科領域の意義,胆汁細胞診との比較,手術前後の変動,予後規定因子としての意義などについて検討する予定である.多施設共同臨床試験の実施施設からの胆道癌の臨床標本の収集を加速させる.胆道癌臨床試験にて収集された血清と胆汁に関して,測定予定の腫瘍マーカーの測定キット(輸入品)の納品時期が大幅に遅れたことが理由である.胆道癌バイオマーカーに関する大学間の多施設共同臨床試験の実施開始が遅れている.このことより,物品購入などが遅れ,助成金の次年度使用額が生じた.新年度に今後納品される測定キットを用いて,臨床標本における腫瘍マーカーの測定を実施する.多施設共同臨床試験の実施施設からの胆道癌の臨床標本の収集を加速させる.助成金の円滑な使用に努める.
細菌Ⅲ型分泌装置構成因子が受ける新奇な翻訳後多段階プロセシングの分子機構

細菌べん毛III型分泌装置構成因子FliOは予想外に複雑な翻訳後多段階プロセシングを受ける。(A)膜内切断プロテアーゼGlpGによるFliOの「切断」と、(B)FliOの新奇な「N末端アシル化修飾」について、以下の解析からその意義を明らかにする。■(A)-【1】様々な架橋法を用いたGlpGー基質間の相互作用解析■(B)-【3】未知の細胞膜外N末端アシル化修飾酵素の探索■(B)-【5】膜タンパク質の膜外N末端アシル化修飾のグローバル解析細菌べん毛III型分泌装置構成因子FliOは予想外に複雑な翻訳後多段階プロセシングを受ける。■(A)-【1】様々な架橋法を用いたGlpGー基質間の相互作用解析■(B)-【3】未知の細胞膜外N末端アシル化修飾酵素の探索■(B)-【5】膜タンパク質の膜外N末端アシル化修飾のグローバル解析
精子運動開始におけるプロテアソームの生理機能

受精時に見られる精子の運動性の変化には高分子量プロテアーゼであるプロテアソームが関与する。本研究ではプロテアソームによる鞭毛運動制御の分子メカニズムを解明するために、主にサケ科魚類の精子を用いてプロテアソームの精子タンパク質リン酸化における調節に焦点を当てて研究を進めた。その結果、プロテアソームはcAMP依存性のプロテインキナーゼの活性化に関与し最終的にモータータンパク質であるダイニンの軽鎖のリン酸化にあずかることが明らかになった。一般に知られている調節サブユニットであるRサブユニットを光アフィニティラベルし分解を調べたが観察されなかった。このことからプロテアソームはこれまで知られていない新規の調節因子を分解することによりダイニン軽鎖のリン酸化を促進していると思われる。単離した26Sプロテアソームによるタンパク質の消失を指標にこの新規の調節因子を検索したところ、これまで分子量58Kのタンパク質がその有力候補であることを明らかにした。現在cDNAクローニングをすべく準備を進めている。また、ユウレイボヤ精子においても運動開始に伴い消失する76Kのタンパク質を同定した。一方、プロテアソームによってリン酸化調節を受けるダイニン軽鎖のcDNAクローニングを行ったところ、予備的ではあるがマウスにおいて受精障害や伝達率歪曲を引き起こす遺伝子複合体であるt-complexに位置するTctex2と極めて高い相同性を示すことがわかった。このことはこのダイニン軽鎖が鞭毛運動および受精に極めて重要であることを示唆していると同時に、プロテアソームがこのダイニン軽鎖の機能のスイッチングの役割を果たしている可能性をも示唆している。
公的雇用関係における人権保障の再検討

本研究は、規制と給付の二分論という観点から、公的雇用関係における人権保障に光を当てたものである。具体的には、〝雇用者としての政府〟の理論的位置づけの解明を〝所有者としての政府〟の理論的位置づけの解明と共に行った。この研究の結果、規制と給付の二分論を取り込んだ〝人権総論〟を具体的に構想できるようになった。このような〝人権総論〟を構築することは、近年、日本の憲法学において注目されつつある〝給付と人権〟をめぐる問題に対処するために必要なことである。本年度は,主に,規制と給付の二分論を人権総論に組み込むことを目指した研究と,アメリカ合衆国における公的雇用関係の判例についての研究を行った。アメリカ合衆国において,規制と給付の二分論(あるいは権利と特権の二分論)は,「公」的雇用関係における自由の問題だけではなく,「公」的な場所における自由の問題も含めて論じられてきた。日本においては,これら2つの問題は,通常,人権総論における「公務員の人権」の問題と,人権各論(表現の自由)における「パブリック・フォーラム」の問題として,それぞれ別個に検討されてきた。本研究は,パブリック・フォーラムの問題をも視野に入れた「規制と給付の二分論」の枠組みの中で,「公務員」の人権をめぐる問題についての検討を行うことを目指している。昨年度は,公務員の人権に関する日本の問題状況について,規制と給付の二分論を踏まえつつ,検討を行ったが,本年度は,パブリック・フォーラム論についても,同様の検討を行った(この研究成果については,全国憲法研究会〔学会〕において報告する機会が与えられた〔その報告原稿は,平成26年度に刊行される『憲法問題』25号に掲載される予定である〕)。昨年度と今年度の研究の結果,規制と給付の二分論を取り込んだ人権総論について,ある程度具体的なイメージをつかむことができた。本年度は,上記の研究とともに,アメリカ合衆国における公的雇用関係の判例についての研究も行った。あわせて,それらの判例と規制と給付の二分論に関する判例の展開との関係についての研究も行った。これらの研究は,次年度も継続的に行っていく予定であるが,現在,その研究成果の一部を公表するための作業を進めている。平成24年度に行った研究は,大きく3つに分けることができる。まず第1に,本研究の分析視角を確立することを目的として,アメリカ合衆国における公的雇用関係についての歴史的な展開過程を研究した。第2に,日本における公務員の人権をめぐる問題を研究した。実は,この研究を行うことは,当初の研究計画に含まれていたわけではなかった。しかしながら,いわゆる「国公法二事件」において,最高裁が画期的な判決を下すことが予測されたため,研究計画を変更し,この研究を新たに追加したのである。具体的には,まず,国家公務員法,人事院規則14ー7に関する研究と国家公務員の政治活動についての日本の判例についての研究を行った。その上で,これらの研究成果を踏まえて,12月7日に言い渡された国公法二事件上告審判決についての分析を行った。この結果,公務員の政治活動の制限についての本研究の問題意識を確立することができた。第3に,「規制と給付の二分論」についての研究を行った。「規制と給付の二分論」を取り込んだ人権総論の構築を目指すという本研究にとって,この「規制と給付の二分論」についての研究は重要な意味を持っている。本年度は,本研究と「規制と給付の二分論」との関係を念頭に置きつつ,日本の憲法論の中における「規制と給付の二分論」の位置づけを探った。具体的には,日本の判例を素材としながらこの研究を行ったが,その結果,次年度以降この研究をさらに深めていくための指針を得ることができた。本年度も,昨年度と同様,主に,規制と給付の二分論を人権総論に組み込むことを目指した研究と,アメリカ合衆国における公的雇用関係の判例についての研究を行った。昨年度は,パブリック・フォーラム論との関係から,規制と給付の二分論についての研究を行ったが,その研究を引き継ぐ形で,今年度は,「違憲な条件の法理」についての研究を行った。違憲な条件の法理は,規制と給付の二分論の克服を目指した試みの一つである。研究代表者は,すでに,違憲な条件の法理についての研究を行っており,相応の研究成果も得られている。しかしながら,昨年度行ったパブリック・フォーラム論についての研究成果を引き継ぐ形で,改めて違憲な条件の法理の研究を行うことにより,規制と給付の二分論の理論構造がより明瞭になると考えるに至った。違憲な条件の法理そのものに関心を向けていたかつての研究とは異なり,本年度は,規制と給付の二分論と違憲な条件の法理との関係に留意しながら,研究を進めていった。具体的には,1926年のFrost判決と1932年のStephenson判決との関係に着目した研究を行い,規制と給付の二分論と違憲な条件法理との理論的な関係を考える上で有益な視角を確立することができた。この研究成果の一部は,「違憲な条件の法理の展開(二)」として,雑誌『法学』に掲載した。本年度はさらに,アメリカのハッチ法に関する研究にも着手し,渡米して資料収集を行った。現在は,その研究成果を公表するための作業を行っている。研究最終年度に当たる本年度は、主に3つの研究を行った。

まず、本研究の基本的な枠組みである規制と給付の二分論(あるいは権利と特権の二分論)に関する研究として、本研究が継続的に行ってきたパブリック・フォーラム論に関する研究を行った。具体的には、〝所有者としての政府を如何にして制限できるのか〟という観点から、〝指定的パブリック・フォーラム〟に関する研究を行った(この研究成果の一部は、中林暁生「指定的パブリック・フォーラム」として、松井茂記ほか編『自由の法理』〔成文堂、2015年〕859頁以下に掲載されている)。次に、規制と給付の二分論の周縁部についての研究も行った。具体的には、アメリカ憲法学における「制度理論」についての研究を、特に公立大学に焦点を合わせながら行った(この研究成果の一部を、憲法理論研究会春季研究総会〔2015年5月10日〕において報告した〔報告原稿は、憲法理論研究会編『対話と憲法理論』(敬文堂,2015年)31頁以下に掲載されている〕)。また、規制と給付の二分論と制度理論との関係を解明する研究も行った(この研究成果の一部は、中林暁生「憲法と大学との関係についての予備的考察」として、『法学』79巻5号〔2015年〕1頁以下に掲載されている)。さらに、本研究を総括するための研究を行った。具体的には,公務員の表現の自由に関する研究と、公立大学における人権に関する研究を行った。本研究は、規制と給付の二分論という観点から、公的雇用関係における人権保障に光を当てたものである。具体的には、〝雇用者としての政府〟の理論的位置づけの解明を〝所有者としての政府〟の理論的位置づけの解明と共に行った。この研究の結果、規制と給付の二分論を取り込んだ〝人権総論〟を具体的に構想できるようになった。このような〝人権総論〟を構築することは、近年、日本の憲法学において注目されつつある〝給付と人権〟をめぐる問題に対処するために必要なことである。違憲な条件の法理の研究を行ったことにより,規制と給付の二分論の理論構造を明らかにすることができるようになった。また,ハッチ法の研究など,公的雇用関係についての研究も進んでいる。憲法学次年度も,アメリカの判例研究を中心に行っていくつもりである。具体的には,違憲な条件の法理の判例研究を通じた規制と給付の二分論に関する研究と,公的雇用関係に関する判例の研究とを行う予定である。昨年度は,公務員の人権について,日本の問題状況を含めた研究を行い,今年度は,パブリック・フォーラム論について,日本の問題状況を含めた研究を行った。これらの研究の結果,規制と給付の二分論を取り組んだ人権総論をある程度具体的にイメージできる状態になっている。この結果,明確な問題意識の下で,アメリカの判例についての研究を行うことができている。当初の計画では,平成24年度はアメリカの研究を中心に行うつもりであったため,途中から日本についての研究を追加したため,アメリカについての研究が少し遅れた。しかしながら,最新の日本の判例についての分析を行ったことにより,公務員の政治活動の制限という,本研究においても重要な意味をもつテーマにつき,本研究の問題意識を確立することができた。当初は,2回渡米して資料収集を行うことを予定していたが,日程の調整がつかず,1回しか渡米できなかった。次年度は,アメリカの判例研究を中心に行っていく予定である。具体的には,規制と給付の二分論に関する判例研究と,公的雇用関係に関する判例研究を行う予定である。
量子色力学のエンタングルメント・エントロピーを用いた研究

外国人特別研究員Song He氏と研究代表者の私が本研究費からサポートを受けていた。27年度の研究実績は、主に超弦理論のエンタングルメント・エントロピーを初めて計算し、有限であることを示したことである。エンタングルメント・エントロピーは量子系の自由度を見積もる基本的な量として、最近重要性が増しているが、無限の自由度を含む場の理論ではこのエントロピーは発散することが知られている(面積則と呼ばれる)。しかしながら重力のミクロな理論として期待されている超弦理論では、理論の計算に発散が生じることは許されない。従って、エンタングルメント・エントロピーは超弦理論の自由度を見積り、それは有限であるべきと期待される。過去に、超弦理論のエンタングルメント・エントロピーを解析しようとした論文はいくつかあるが、技術的な困難によって、最後まで計算を実行できていなかった。研究代表者とSong He氏らは、そのまま計算しようとすると難しいが、一次元余分な方向を加えて、時空にねじれを加え、メルビン背景という時空を考えると解析が可能であることに気が付いた。最後にあるパラメーターをゼロにすると欲しいエントロピーになると期待され、この方法で具体的な計算を実行し、超弦理論のエンタングルメント・エントロピーが有限になることを示してJHEP誌に出版した。この研究のほかに、Song He氏らは、研究代表者との日ごろの議論がきっかけで、共形場理論における局所的な励起状態の解析に関して二つの興味深い事実を発見してJHEP誌に出版した。その一つは、共形場理論に境界がある場合に反射の効果が起きることを発見した。もう一つは、これまでの研究はプライマリー状態による局所的励起状態を扱ったきたがSong He氏らは、ディセンダント状態と呼ばれるより一般の励起状態の場合に関してもエンタングルメント・エントロピーを解析的に計算した。27年度が最終年度であるため、記入しない。外国人特別研究員のHe氏が我々の研究室に転勤したのは、昨年の10月であり、これまでの半年間にプレプリントarXiv : 1403.0702を共同執筆した(現在、雑誌に投稿中)。この論文では、局所的な演算子によって定義される励起状態のエンタングルメント・エントロピーの解析を行った。研究代表者らの先行研究では、自由場理論に関して具体的な計算を行ったが、次のステップとして相互作用している共形場の理論の場合の解析を行うことが重要である。なぜならば、AdS/CFT対応を用いると古典重力理論に対応するのは強結合の共形場理論だからである。そこで、He氏と研究代表者は、比較的扱いやすい有理型2次元共形場理論に着目し、Renyiエントロピーの解析を厳密に行った。このRenyiエントロピーは極限としてエンタングルメント・エントロピーを含む。その結果、どちらのエントロピーも演算子の量子次元と呼ばれる量の対数で与えられることを見出した。この我々の成果は、相互作用している共形場理論においてもエンタングルメント・エントロピーを解析的に理解できることを意味し、今後の研究に大変有用である。また単純に考えると、励起のエネルギーに比例して、エンタングルメント・エントロピーも増えると予想されるが、我々の結果はこの予想が正しくなく、エネルギーではなく、量子次元という演算子の自由度を測る量と関係することを示している。この研究をさらに発展させて、リュービル理論のような有理型ではない2次元共形場の理論の場合にはどのような結果が得られるのか、引き続き研究を行っている。既に研究代表者とHe氏は、この場合には、エンタングルメント・エントロピーと量子次元の関係は修正を受けることを見出している。当該年度の研究のテーマの一つは、励起状態のエンタングルメント・エントロピーの解析である。特に2次元の共形場理論を考え、もっとも基本的な励起状態である局所演算子を真空に作用して得られる励起状態を考察した。厳密な計算を行いたいので、2次元のミニマル模型のようなrationalな共形場理論を対象とした。励起状態はプライマリー場を用いて構成する。このセットアップではエンタングルメント・エントロピーの時間発展を厳密にレプリカ法を用いて計算することができる。結果として、エンタングルメント・エントロピーを定義する際の部分系Aの大きさよりも時間が経過すると、エンタングルメント・エントロピーが瞬時に増加し、その増加量は量子次元と呼ばれる量の対数で与えられることを見出した。この結果はフォンノイマンエントロピーだけではなく、レンニエントロピーに対しても成り立つ。この量子次元という量はもともと数理物理的に導入され、自由度に関係する量であることは予想されていたが、我々の研究成果で、それが実際にダイナミカルな物理量に結びつくことが分かったことになる。この成果はPhysical Review Dのハイライトとして掲載された。もう一つの研究成果は、超弦理論のエンタングルメント・エントロピーの計算である。場の理論のエンタングルメント・エントロピーに関しては数多くの計算がなされているが、超弦理論に対してはほとんど何も知られていない。その理由は、超弦理論のレプリカ法を定式化して、実際に計算を行うことが難しいからである。我々は、メルビン背景の超弦理論が厳密に計算できることを用い、またレプリカ法を正の損失角に拡張する円錐形式の計算法を利用して、具体的な計算を行った。