hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
周期的外部擾乱による翼面境界層バイパス遷移機構の解明と制御技術

本研究は,外部擾乱型境界層バイパスの素過程解明,即ち,乱流スポット発生に至るまでのプロセスを,きわめて巧妙な方法で明らかにすることを目的としている.境界層バイパス遷移は,近年になり実験的,数値解析的知見が充実し始めているが,理論解析が難しく,十分な理解が得られたとは言い難い状況である.また,従来の研究では,外部擾乱として主流乱れが扱われることが多いが,実際の流れ場では後流という時間的.空間的局所性の強い擾乱も存在する流れ場が多い(特にターボ機械内部).そのような擾乱に対するバイパス遷移の研究は,ようやく緒についたと言っても過言ではない.本研究では,まず乱流スポットを発生させる装置の開発が重要課題であった.この点は,研究室全体としての取り組みの中で,従来型の噴き出しによる発生機構,及び,世界的にも珍しい手法として,球を円運動させることで,物体後流と境界層との局所的な干渉を引き起こす装置(周期的点源擾乱発生装置)を開発した.続いて,境界層特性を変化させるための壁面吸い込み機構の開発が行われた.文献調査の結果,吸い込みは必ずしも境界層遷移の制御によい結果をもたらさないとの知見もあり,吸い込み穴径,孔配置等を慎重に検討した.計測には7ch同時計測なプローブを用い,非定常流れ場の時間的,空間的詳細計測を行った.その結果,現時点で以下のような知見が得られている.(1)噴き出しにより発生した乱流スポットは,壁面吸い込みで制御が可能であった.(2)点源擾乱発生装置によって発生した乱流スポットは,壁面吸い込みにより,その成長速度,成長形態に変化をもたらすことが可能であった.しかし,完全な抑制は噴き出しの場合と比べて困難であった.本研究は,外部擾乱型境界層バイパスの素過程解明,即ち,乱流スポット発生に至るまでのプロセスを,きわめて巧妙な方法で明らかにすることを目的としている.境界層バイパス遷移は,近年になり実験的,数値解析的知見が充実し始めているが,理論解析が難しく,十分な理解が得られたとは言い難い状況である.また,従来の研究では,外部擾乱として主流乱れが扱われることが多いが,実際の流れ場では後流という時間的.空間的局所性の強い擾乱も存在する流れ場が多い(特にターボ機械内部).そのような擾乱に対するバイパス遷移の研究は,ようやく緒についたと言っても過言ではない.本研究では,まず乱流スポットを発生させる装置の開発が重要課題であった.この点は,研究室全体としての取り組みの中で,従来型の噴き出しによる発生機構,及び,世界的にも珍しい手法として,球を円運動させることで,物体後流と境界層との局所的な干渉を引き起こす装置(周期的点源擾乱発生装置)を開発した.続いて,境界層特性を変化させるための壁面吸い込み機構の開発が行われた.文献調査の結果,吸い込みは必ずしも境界層遷移の制御によい結果をもたらさないとの知見もあり,吸い込み穴径,孔配置等を慎重に検討した.計測には7ch同時計測なプローブを用い,非定常流れ場の時間的,空間的詳細計測を行った.その結果,現時点で以下のような知見が得られている.(1)噴き出しにより発生した乱流スポットは,壁面吸い込みで制御が可能であった.(2)点源擾乱発生装置によって発生した乱流スポットは,壁面吸い込みにより,その成長速度,成長形態に変化をもたらすことが可能であった.しかし,完全な抑制は噴き出しの場合と比べて困難であった.航空エンジンなどのターボ機械内での流れ場は,動・静翼列干渉等により複雑な非定常流になっている.特に上流側翼列から生じる周期的な後流は,下流側翼列の翼まわりの境界層に空力的,伝熱的影響を与える.そのため高性能,高信頼性のエンジン開発には,翼面境界層の遷移過程を正確に把握すること,特に遷移開始点(乱流スポット発生点)の予測が重要である.数多い翼面境界層遷移に関する研究を通じて,内部擾乱(吹き出し,振動等)により発生した乱流スポットの構造が理解されつつある.一方,翼後流などの外部擾乱により誘発した乱流スポットの内部構造に関しては,あまり研究が行われていない.境界層外部から円柱後流などの乱れを利用して発生させた乱流スポットが,内部擾乱により誘発された乱流スポットと形状的にと異なるとのDNSによる数値計算例があるが,実験的には確認されていない.本研究では,従来手法である吹き出しに加え,世界で初めて球後流を用いて乱流スポットを発生させ,多線熱線プローブを用いた7ch同時計測を行うことでその内部構造変化の解明を試みている.緻密な実験によって得られたデータは,境界層遷移過程のより詳細な理解にとり極めて重要な知見を提供している.得られた結果をまとめると以下の様になる.1.吹き出しによる乱流スポットは,従来から知られている矢じり形状を保ちながら下流側に成長することが確認された.2.球を落下させることで発生させた後流は,円柱後流よりも複雑な構造を有しており,乱流スポットも必ずしも同一箇所で常に発生するわけではない3.球後流によって発生した乱流スポットの構造を完全に決定することはできなかった.これは球の径が大きすぎたためである.次年度はこの点を改良して,さらに詳細な計測を継続する.

航空エンジンなどのターボ機械内での流れは,動静翼列干渉等により複雑な非定常流になっている.特に上流側翼列から生ずる周期的後流は,下流側翼列の翼面境界層に直接的な影響を与える.特に,バイパス遷移とよばれる境界層遷移を引き起こし,エネルギ損失や熱伝達増加をもたらす.そのため,バイパス遷移機構を解明するとともに,その制御方法を検討することは,ターボ機械の高効率化や高信頼性化に大きく貢献するものである.昨年度の研究では,噴出しにより平板境界層に乱流スポットを誘発させ,7chプローブによりその構造を明らかにした.その結果,噴出しにより誘発された乱流スポットは,先がとがった矢じり形状をしていることが確認できた.続いて,周期的後流による乱流スポット発生の素過程を明らかにするため,小球の打ち下ろしによる局在的擾乱(点源擾乱)により乱流スポットの誘発を試みた.しかし,小球による擾乱の空間的広がりが大きすぎ,単独の乱流スポットの発生を確認することができなかった.そこで,今年度は,新たな点源擾乱発生装置を考案し,局在する擾乱を発生させることに成功した.この後流発生装置はピアノ線を矩形状に張り,小球をその中央に固定するものであり,まったく新しい発想に基づく装置である.また,乱流スポットを同定するための手法として,加速度を導入した.噴出しによるスポットで手法の妥当性を確認した後,点源擾乱による乱流スポットの捕捉を試みた.その結果,以下の知見を得た.・点源擾乱による乱流スポットは流れと直角方向に広がりを見せるが,かならずしもやじり形状を有さない・スポット発生の前兆現象が確認された来年度の課題としては,後流発生装置をさらに改良し,長時間の乱流スポットの観測を可能にすること,乱流スポットの制御機構を考案し,その効果を確認することである.本研究は、外部擾乱型境界層バイパスの素過程解明,即ち,乱流スポット発生に至るまでのプロセスを,きわめて巧妙な方法で明らかにすることを目的としている.境界層バイパス遷移は,近年になり実験的,数値解析的知見が充実し始めているが,理論解析が難しく,十分な理解が得られたとは言い難い状況である.また,従来の研究では,外部擾乱として主流乱れが扱われることが多いが,実際の流れ場では後流という時間的.空間的局所性の強い擾乱も存在する流れ場が多い(特にターボ機械内部).そのような擾乱に対するバイパス遷移の研究は,ようやく緒についたと言っても過言ではない.本研究では,まず乱流スポットを発生させる装置の開発が重要課題であった.この点は,研究室全体としての取り組みの中で,従来型の噴き出しによる発生機構,及び,世界的にも珍しい手法として,球を円運動させることで,物体後流と境界層との局所的な干渉を引き起こす装置(周期的点源擾乱擾乱発生装置)を開発した.続いて,境界層特性を変化させるための壁面吸い込み機構の開発が行われた.文献調査の結果,吸い込みは必ずしも境界層遷移の制御によい結果をもたらさないとの知見もあり,吸い込み穴径,孔配置等を慎重に検討した.計測には7ch同時計測なプローブを用い,非定常流れ場の時間的,空間的詳細計測を行った.その結果,現時点で以下のような知見が得られている.(1)噴き出しにより発生した乱流スポットは,壁面吸い込みで制御が可能であった.(2)点源擾乱発生装置によって発生した乱流スポットは,壁面吸い込みにより,その成長速度,成長形態に変化をもたらすことが可能であった.しかし,完全な抑制は噴き出しの場合と比べて困難であった.
樹木根系における種の識別法の確立：生物多様性の役割の解明を目指して

多くの植物図鑑では、植物の種名ごとに葉や樹皮の色や形状の特徴が詳細に示されており、種の識別法は確立されている。一方、植物の根の種識別に関しては、色や形状、性質等の情報が乏しくその識別法の確立には至っていない。この結果、様々な種が入り交じっている自然生態系の地下部を扱う研究では、その識別の困難さゆえに、根の種を同定せず、「根」という区分でひとくくりに扱っているのが現状である。本研究では、多様な種で構成される国内の森林の細根系を対象に、生理・色味・形態・化学成分・解剖特性の種間比較を行い、樹種特有の客観的指標を提示・統合する。そして、葉や樹皮のような利便性の高い根系の種の識別法の確立を目指すことを目的とした。長野県に生育する11樹種の細根系を採取し、形態特性(分岐頻度、根組織密度、比根長)、化学特性(窒素、カリウム濃度)および解剖特性(中心柱、皮層体積)を測定した。7項目の根特性は、11樹種間で有意に異なった。分岐頻度は外生菌根が内生菌根よりも高く、比根長は被子植物が裸子植物よりも高い傾向があった。窒素、カリウム濃度および中心柱、皮層体積は根粒菌共生種が11樹種の中で最も高かった。これより11樹種の細根系には種特異性がみられ、この種特異性は系統学種と共生菌タイプに関連する可能性が示された。7項目の根特性の中で最も11樹種間のばらつきが大きかったのは分岐頻度であり、分岐頻度が樹種間差を最も表す根特性であることが示唆された。根組織密度を除く6項目の根特性を用いた主成分分析の結果、11樹種は系統学種および共生菌タイプが異なる5つの樹種グループにおおよそ区別された。これによって本研究で対象とした11樹種は、7項目の根特性に基づいて系統学種と菌共生タイプの両方によって特徴づけられることが明らかになり、この樹種間の根特性の違いは種特異的な根の生存戦略を表していると考えられる。H30年度に計画していた樹種識別の確立を根系の生理・形態・化学・解剖測定より行い、おおむね順調に進展している。H30年度に測定した根系および更なる樹種数を増やし、それらのすべての種の根特性を統合し、主成分分析・クラスター解析を行う。土壌含水率の測定を重点的に行うことがH30年度の課題の一つであり、繰り越した当該助成金と、H31年度の助成金と合わせて、高額な土壌含水率測定器を揃えることを計画したため。
低次元伝導体の強相関領域の理論

強相関電子系の金属絶縁体転移を量子臨界現象の立場からとらえて、スケーリング理論を構築した。特にさまざまな物理量の金属絶縁体転移に際しての特異性が、スケーリング関係式によってすべて関連づけられ、ただ1つの独立な臨界指数によって、臨界現象が記述されることを見い出した。さらに弱相関電子系の場合とは違う新しいタイプの臨界指数によって転移が記述される場合があることを見い出した。この新しいタイプの金属絶縁体転移は、電荷有効質量の発散によって特徴づけられ、ドゥル-デ重み、フェルミエネルギーなどの物理量が大変異常なふるまいを示すことがわかった。特に電子濃度(フィリング)を変えて金属絶縁体転移を起こす場合、動的臨界指数zが2より大きく、相関臨界指数νは1/2より小さいという今まで予想されていなかった結果が得られた。この結果は量子モンテカルロ計算などの結果によっても支持されている。比熱の係数γの発散、電荷圧縮率の発散、ドゥル-デ重みの減少、フェルミエネルギーの減少などのスケーリングが強相関電子系特有の形をしている。絶対零度での量子臨界現象という観点からみても、また、有限温度での温度依存性という観点から見ても、異常な形をしており、モット絶縁体近傍の異常金属相の理解についての重要な基礎を与えることとなった。また、より一般に多成分のフェルミ粒子系や、ボ-ズ粒子系での量子流体とモット絶縁体をいくつかの種類に分類し、量子流体-絶縁体転移をいくつかの可能なタイプに分類して、臨界指数をすべての場合について求めた。
肥満、糖尿病関連遺伝子レプチンと炎症性腸疾患の関連性の検討

レプチンはホルモンの一種であり、食事摂取後に脳内、筋肉、褐色脂肪細胞に働き、インスリン感受性、及び血糖の上昇抑制に役割を果たしていることが知られている。近年レプチンの受容体がT細胞上にもあることが発見され、様々な腸炎モデルにてレプチン欠損では腸炎が誘導されにくいことが示されている。さらにそのメカニズムとしてTh1、Th17の抑制、Tregの増加という報告がなされている(B Siegmund, et al.Gastroenterology 2002,Gut 2004, B Reis, et al. JI 2015)。しかし、すべて大腸の粘膜固有層内での反応しか見ておらず、食事摂取後に糖が吸収される小腸においては解析がされていないのが現状である。レプチンシグナルの下流シグナルはSTAT3経路、mTOR/Akt経路があり、前者はTh17細胞誘導に必須であることが示されている。一方で後者についてはT細胞における役割は不明な点が多く、特に腸管上皮では解析されていない。腸管上皮内抑制性の細胞集団であるCD4CD8aa細胞は近年着目されている細胞集団であり、腸内細菌依存的に誘導されるとされている(Sujino T, et al Science 2016)。レプチンのレセプターKOマウスであるdbdbマウスにおいては野生型マウスと比較しCD4CD8aa細胞がより多く誘導される。一方でCD4特異的にSTAT3を上昇させるSOCSfl/fl:CD4creマウスではCD4CD8aaは有意に減少しないことがプレリミの実験で判明している。そこでレプチンシグナル下流におけるmTORに着目して腸管上皮内CD4CD8aa細胞の分化誘導との関連性を検討する。mTORシグナルは細胞内代謝とくに解糖系に必要な分子であり、mTORが活性化することでTh17細胞に分化することが知られている。近年細胞の分化増殖に代謝機構が重要視されており、細胞内の代謝調節という切り口から腸管上皮内の細胞の分化誘導機能を解明することで炎症性腸疾患の病態解明、治療方法の確立を目指す。レプチンはホルモンの一種であり、食事摂取後に脳、筋肉、褐色脂肪細胞に働き、インスリン感受性、及び血糖の上昇抑制に役割を果たしている。近年レプチンの受容体がT細胞上にもあることが発見され、DSS、TNBS、CD45RBhigh adoptive transfer modelにて+Leprdb/+Leprdbマウスでは腸炎が誘導されにくいことが示された(B Siegmund, et al. Gastroenterology 2002. Gut 2004)。そのメカニズムとしてTh1の抑制、Treg増加という報告がなされている(Pedro MV, et al. EJI 2014)。他に、レプチンレセプターからのシグナルはSTAT3のリン酸化に重要な役割を果たしていることが明らかにされている(Reis B, et al. JI 2015)。しかし、既報では大腸の粘膜固有層についての解析しかされておらず、小腸においては解析がされていないのが現状である。レプチン受容体シグナルと腸管内のCD4T細胞の関連性を検討する。レプチン受容体下流のシグナルはSTAT3経路、mTOR/Akt経路があり、前者はTh17誘導にも必須であることが示されている。一方で後者についてはT細胞上での役割は不明な点が多い。mTORシグナルは細胞内代謝に大きく関わるシグナルであり、mTORC1が活性化するとTh17細胞に誘導され、glycolysis dominantな呼吸を行うとされる。細胞内代謝を制御することでCD4IEL誘導が促進する可能性があるが、細胞内代謝と小腸CD4T細胞分化の観点での報告はない。本研究でmTORシグナルを介した細胞内代謝を検討し、細胞内代謝の側面からの小腸CD4の分化誘導機構解明を行う。レプチンKOマウスにおいては、小腸上皮特異的CD4T細胞の分画がコントロールマウスより減少していた。興味深いことに小腸特異的CD4 T細胞においてはその前駆細胞と比較し、レプチンレセプターの発現減少と比例して、Hif1a, mtorc1, mtorc2といった発現遺伝子が減少していた。そこでまず、解糖系の小腸上皮内特異的CD4 T細胞の関与について2DG投与を行なった結果、2DG投与群においては小腸特異的CD4 T細胞の誘導不全を認めた。さらにglut1の下流を抑制するmetforminを投与した結果、met投与群においては2DGと同様に小腸特異的CD4T細胞の誘導不全を認めた。さらにhif1の関与を検討するためCD4特異的hif1ノックアウトマウスを作成した。Hif1ノックアウトマウスでも同様に小腸特異的CD4T細胞の誘導不全を認めた。Hifの過剰発現モデルであるVhlコンディショナルKOマウスも作成したが、コントロールと有意差を認めなかった。以上より、レプチン、Hifの存在は小腸特異的CD4T細胞の分化に重要であることが判明した。次にレプチンのレセプターKOマウスでも検討を行なった。レプチンRKOマウスにおいては興味深いことに小腸特異的CD4細胞が誘導されていた。この現象はレプチンシグナルの重要性の他にレプチンレセプター以外を介してシグナルが補われることで小腸特異的CD4 T細胞の誘導が観察されること示唆している。

レプチンはホルモンの一種であり、食事摂取後に脳内、筋肉、褐色脂肪細胞に働き、インスリン感受性、及び血糖の上昇抑制に役割を果たしていることが知られている。近年レプチンの受容体がT細胞上にもあることが発見され、様々な腸炎モデルにてレプチン欠損では腸炎が誘導されにくいことが示されている。さらにそのメカニズムとしてTh1、Th17の抑制、Tregの増加という報告がなされている(B Siegmund, et al.Gastroenterology 2002,Gut 2004, B Reis, et al. JI 2015)。しかし、すべて大腸の粘膜固有層内での反応しか見ておらず、食事摂取後に糖が吸収される小腸においては解析がされていないのが現状である。レプチンシグナルの下流シグナルはSTAT3経路、mTOR/Akt経路があり、前者はTh17細胞誘導に必須であることが示されている。一方で後者についてはT細胞における役割は不明な点が多く、特に腸管上皮では解析されていない。腸管上皮内抑制性の細胞集団であるCD4CD8aa細胞は近年着目されている細胞集団であり、腸内細菌依存的に誘導されるとされている(Sujino T, et al Science 2016)。レプチンのレセプターKOマウスであるdbdbマウスにおいては野生型マウスと比較しCD4CD8aa細胞がより多く誘導される。一方でCD4特異的にSTAT3を上昇させるSOCSfl/fl:CD4creマウスではCD4CD8aaは有意に減少しないことがプレリミの実験で判明している。そこでレプチンシグナル下流におけるmTORに着目して腸管上皮内CD4CD8aa細胞の分化誘導との関連性を検討する。mTORシグナルは細胞内代謝とくに解糖系に必要な分子であり、mTORが活性化することでTh17細胞に分化することが知られている。近年細胞の分化増殖に代謝機構が重要視されており、細胞内の代謝調節という切り口から腸管上皮内の細胞の分化誘導機能を解明することで炎症性腸疾患の病態解明、治療方法の確立を目指す。本研究を通じて、小腸内のCD4T細胞におけるメタボリズム、メタボリズム関連遺伝子を改変することで分化誘導が確認されるかについて検討を行なっている。本年度はレプチンマウスを使用し、小腸上皮内T細胞におけるミトコンドリア代謝、および、酸素消費量について検討を行い、ミトコンドリア代謝、酸素消費量を強制的に遺伝子改変マウスで変化された場合小腸特異的CD4 T細胞が誘導されるかについて検討する。マウスの繁殖に遅れが生じたため、ミトコンドリア解析、代謝経路解析を次年度に繰り越した。マウスの再度の繁殖に成功しており、本年度の計画は予定通り行う。
濃厚電解質水溶液中のイオン活量測定の基盤形成と海水の酸性化精密計測への応用

本研究は,模擬海水の水素イオン活量に基づくpHをイオン液体塩橋(ILSB)を用いて95%信頼区間±0.01で測定できることを示した.同時に、海水中のpHaの測定の為の技術的課題を明確にした。また、高イオン強度のHCl-NaCl混合水溶液のpHa測定において混合比が0.5付近でH+活量が安定化される特異的挙動の発見、参照電極電位の変動要因としてのILSBを通した水の動的輸送の存在、ILSB装着参照電極が水やイオン液体を溶媒とする電気化学において示す作用電極の電位の標準水素電極基準への一義的関連づけ、論争による水素イオン活量の可測性の明示、当初予期していなかった成果を得た。海水の酸性化の程度を精密測定に、申請者らが提案したイオン液体塩橋をもちいる電池の端子間電圧測定という新手法がどの程度使えるか否かを、濃厚NaCl水溶液および模擬海水について検討した。これまでに希薄電解質水溶液および、0.5 mol dm-3程度までのHClおよびHBr水溶液の単独イオン活量測定に有効である事が確認されているトリブチル2-メトキシエチルフォスフォニウムビス[ペンタフルオロエタンスルホニル]アミド(以下、TBMOEPC2C2N)からなる塩橋のこれら濃厚電解質溶液における水素イオンおよび塩化物イオンの単独イオン活量に応用した。水素イオン官能電極として水素電極を用いた場合、0.08 mol dm-3トリス塩酸緩衝液を含む模擬海水について得られた水素イオンの活量ベースのpH=8.21+-0.01は、水素イオン活量を0.94と見積もると、濃度ベースのpH(以下pHc)、pHc =8.18に換算される。これまでに報告されている同組成でのpHcの文献値より、0.020.03低い値である。この差の原因は、現在検討中である。実験データの解析から、より高精度(不確かさがpHにして、0.01以下)のpH測定には、イオン液体|水溶液界面の分極性を低くすること必要であることが、示唆された。電解質水溶液の電気伝導率差測定より、上記イオン液体の構成アニオンのプロトン付加体であるビス[ペンタフルオロエタンスルホニル]アミド酸(以下、HC2C2N)のpKaが0以下であり、HC2C2Nが強酸である事が確認された。塩橋として、これまでに有効性が確認されているTBMOEPC2C2Nが模擬海水(イオン強度0.7 mol dm-3程度)のpHおよび塩化物イオン活量に有効であることが確認された。また、このイオン液体の構成アニオンのプロトン付加体であるビス[ペンタフルオロエタンスルホニル]アミド酸(以下、HC2C2N)のpKaが0以下であり、HC2C2Nが強酸である事が確認された。このことは、HC2C2Nは弱酸ではないかという海外からの批判を否定する結果であり、申請者らの従来の主張がうらづけられた。海水pHの精密測定に関して、1.イオン液体塩橋ー試料水溶液界面の分極抵抗の低減、2.新規イオン液体構成アニオンとして用いるbis(triflouoromethanesulfonyl)amide解離度決定、を目的として研究を行った。TBMOEPC1C1Nの水への溶解度は0.6mMであり、このアニオンの疎水性から推定される値に一致した。TBMOEPC1C1Nからなるイオン液体塩橋の分極抵抗はアニオンがbis(pentafluoroethanesulfonyl)amideであるTBMOEPC2C2Nのそれに比して1/2以下に減少した。しかし、TBMOEPC1C1Nからなるイオン液体塩橋の電位安定性はTBMOEPC2C2Nのそれと同程度(95%信頼区間で±0.02)にとどまった。TBMOEPC1C1Nへの水の溶解度は0.6 wt%で、TBMOEPC2C2Nの2倍である。この水の溶解が電位安定化を妨げているものと推察される。イオン液体中に含まれる塩化物イオンの電気化学的除去の基礎的知見を得た。この結果は、本研究で開発した電気化学セルが、水飽和イオン液体の電気化学における安定な参照電極としても用いることことができることを示した。これは、水飽和イオン液体の電気化学研究の基礎として有益である。pKaが1.7であるとされていたbis(trifluoromethanesulfonyl)amide酸は水溶液中では強酸であることを確かめた。これまで用いてきたイオン液体塩橋は、海水の精密pH測定にもちいることができるが、液間電位差の再現性が95%信頼区間で±1mV、pHにして±0.017にとどまる。この改善のために、イオン液体-水溶液間の分極抵抗を低減することが必要である。このために、より水に対する溶解度が大きいイオン液体を新しく開発し、その物性を調べた。この新しいイオン液体では分極抵抗はおおむね半分に低下するものの、再現性は改善しなかった。これは、水のイオン液体への溶解度が大きくなることによると思われる。この結果は、イオン液体塩橋用イオン液体の選択、設計、改良、装置化における重要な知見となる。イオン液体の電気化学的精製法の見通しが得られた。

これまで弱電解質とされてきたbis(trifluoromethanesulfonyl)amide acidが水溶液中で強電解質として振る舞うことが確認できたことは、これをアニオンとするイオン液体が広く用いられていることからすると、意義深いと考えられる。今年度は、以下の五つの観点から研究を行った。1.これまでに検討してきたイオン液体塩橋を挟む電池の起電力の再現性は、95%信頼区間で0.5mV以上ある。その原因を追求した。イオン液体塩橋中のイオン液体が測定時間とともに減少する。これに伴い、試料溶液側から参照電極の内部液に水が浸入することにより、内部液の電解質濃度が減少することを見いだした。塩橋の長期使用を避けることにより、再現性が95%信頼区間で0.3mV以内に向上した。3.本研究では、ゲル化[TBMOEP+][C2C2N-]参照電極を作用電極として用い、TBMOEP+の塩化物水溶液をC2C2N-のリチウム塩水溶液で電位差滴定することにより、高純度の[TBMOEP+][C2C2N-]を得る新しいイオン液体合成法を創案し、実証した。4. [TBMOEP+][C2C2N-]を塩橋とす参照電極を基準としたイオン液体中の電気化学の標準電位は、水溶液中の標準水素電極基準の電位に一義的に変換できること実証した。5. pH高精度測定の根幹に関わるpH可測性の概念的および歴史的検討を行い、おもにR. de Levieとの論争を通じて、その基盤を確立した。本研究は,模擬海水の水素イオン活量に基づくpHをイオン液体塩橋(ILSB)を用いて95%信頼区間±0.01で測定できることを示した.同時に、海水中のpHaの測定の為の技術的課題を明確にした。また、高イオン強度のHCl-NaCl混合水溶液のpHa測定において混合比が0.5付近でH+活量が安定化される特異的挙動の発見、参照電極電位の変動要因としてのILSBを通した水の動的輸送の存在、ILSB装着参照電極が水やイオン液体を溶媒とする電気化学において示す作用電極の電位の標準水素電極基準への一義的関連づけ、論争による水素イオン活量の可測性の明示、当初予期していなかった成果を得た。2015年度に得られた結果は、イオン液体を用いる新手法の検証といういみでは概ね満足すべきものであるが、より高精度(不確かさがpHにして0.01以下)測定には、イオン液体塩橋|試料水溶液界面お界面電位差の安定性を高める必要がある。このためには、より分極性の大きなイオン液体を塩橋として用いるべきである。イオン液体に含まれる微量の(ppm程度の)不純物および、イオン液体塩橋への水の浸入の問題である。これらを考慮した。目的に沿った新しいイオン液体を探索し、その基礎的性質を検討する。イオン液体塩橋のイオン液体への水の溶解を押さえるために、1.疎水性ポリマーによるイオン液体のゲル化、2.イオン液体塩橋を構成する電位決定イオン液体への超撥水性イオン液体の混和、3.上記1と2の複合、について研究を行い、海水pH測定におけるの不確かさを5%信頼区間で±0.2 mV、pHにして±0.003程度を実現することを目指す。また、イオン液体塩橋の電位安定性にはイオン液体の純度も影響すると考えられる。しかし、一般にイオン液体の精製は困難であり、高純度イオン液体を得ることはきわめて難しい。昨年度までにほぼ確立したイオン液体の電気化学的精製法を用いて、高純度イオン液体をえることを目指す。
木質材料が放散する有機酸の発生メカニズムの解明

貴重な文化財や金属材料を激しく劣化させるギ酸や酢酸などの有機酸の放散量を迅速かつ高精度に測定する方法を開発した。有機酸の放散量を測定した結果、木材用接着剤の中には化学構造に由来する酢酸を高濃度に放散するものがあることがわかった。木材を加熱乾燥すると、ギ酸及び酢酸の放散量が増加することが判明した。加熱乾燥による木材の有機酸生成メカニズムを検討した結果、酢酸の生成には主にα-セルロースの熱分解が寄与していることが示唆された。貴重な文化財や金属材料を激しく劣化させる有機酸に関する研究は、有機酸の迅速な捕集方法や精密な分析方法がなく、木材や木質材料の有機酸放散メカニズムの解明が難しいのが現状である。そこで、本研究では、木材及び木質ボードから放散される有機酸を迅速かつ高精度に測定し、木材構成成分や接着剤の化学構造と有機酸放散速度との関係から、有機酸の放散機構を解明することを目的とした。本年度は、有機酸分析法の開発に必要な文化財公開施設内の有機酸濃度の目安とされている150ppb程度の低濃度ガスを発生できる標準ガス発生装置を試作した。また、小形チャンバー法を用いた有機酸濃度の動的測定を行うために、グラファイトカーボンを充填した捕集管等による分析方法について検討した。さらに、簡易で安価に有機酸放散量を測定できる方法として、ホルムアルデヒド放散量測定に用いているデシケーター法を改良した測定法を考案した。その結果、150ppb程度の酢酸・ギ酸を発生できる標準ガス発生装置の試作に成功した。標準ガスを用いて活性炭およびグラファイトカーボンを充填した捕集管の有機酸捕集について、インピンジャー法との比較から検討した。その結果、グラファイトカーボンを充填した捕集管では、ブランク抽出液には酢酸・ギ酸のピークと重複する成分が少なく測定が可能であった。また、インピンジャー法とグラファイトカーボンを充填した捕集管とで求めた有機酸濃度では測定値間での差異は小さく、小形チャンバー法の捕集管として利用可能であることが判明した。スギ辺材・心材、ファルカタ、スプルース、ブナ及び代表的な木材用接着剤3種類について改良デシケーター法によって有機酸放散量の測定を行い、樹種や含水率が木材から放散される有機酸放散量に及ぼす影響について知見が得られた。本年度は、昨年度に試作した低濃度ガスを発生できる標準ガス発生装置を用いて,小形チャンバー法における酢酸およびギ酸の回収率を求めて測定精度について検討した。その結果,ステンレス製のチャンバーでは酢酸およびギ酸とステンレスが反応しているため回収率が低いが,ガラス製のチャンバーでは高い回収率を示すことがわかった。また,木材から放散される有機酸の発生メカニズムを調べるため,熱処理したスギ(Cryptomeria japonica)心材の有機酸発生量と木材の化学成分との関係について検討した。その結果,木材中の酢酸は160°Cの加熱では有意な増加はなく,220°Cの加熱によって大きく増加した。ギ酸は160°Cの加熱では増加せず,220°Cの加熱で減少した。これらの結果から加熱による酢酸およびギ酸の生成はそれぞれ160°C以上および160°C以下の温度領域で起こることが推定される。一方,熱処理したスギ心材の成分分析をしたところ220°Cの加熱でホロセルロースが減少し,リグニンが増加したことから,木材成分と有機酸生成との間に何らかの関係があることが示唆された。これらの木材成分がオゾンなどの酸性ガスによって有機酸に酸化されるメカニズムを検討するため,オゾン発生装置を試作した。貴重な文化財や金属材料を激しく劣化させるギ酸や酢酸などの有機酸に関する研究は、有機酸の迅速な捕集方法や精密な分析方法がなく、木材や木質材料の有機酸放散メカニズムの解明が難しいのが現状である。そこで、本研究では、木材及び木質ボードから放散される有機酸を迅速かつ高精度に測定し、木材構成成分や接着剤の化学構造と有機酸放散量との関係から、有機酸の放散機構を解明することを目的とした。本年度は、木質材料に多用される木材用接着剤が放散する有機酸を測定した。その結果、ウレタン樹脂接着剤および水性高分子-イソシアネート系樹脂接着剤に比べて酢酸ビニル樹脂エマルジョンは酢酸放散量が20倍以上大きいことが判明した。これは、酢酸ビニル樹脂エマルジョンに含まれている未反応の酢酸の遊離が原因であると思われた。

また、水性高分子-イソシアネート系樹脂接着剤の主剤にもポリビニルアルコールが含まれており、主鎖に残留するアセチル基の遊離が原因と思われる微量の酢酸の放散を測定した。これらの結果から、木材用接着剤の中には有機酸を多く放散するものがあり、酸性条件を忌避するような環境に使用する木質材料には不適格な接着剤があることがわかった。さらに、メラミンユリア-ホルムアルデヒド樹脂接着剤を用いたパーティクルボードが放散する有機酸及びアンモニアの特性を詳細に検討した結果、添加した尿素(ユリア)が増加するとホルムアルデヒド放散量は減少するが、アンモニアの放散量が増加することが明らかとなった。これは耐熱性の低い尿素が熱圧締中に分解してアンモニアが生成したことが原因であると推察された。これらの結果から、本研究で用いた測定原理を応用した結果、有機酸に加えて現在まで測定例がないアンモニア放散量の測定が可能であることを見出した。
重力変化による内耳水チャネル、カリウムチャネル分子発現量変化の解析―宇宙空間における内耳液のイオン組成・浸透圧変化と聴覚・前庭機能への影響―

1.過重力負荷の前庭耳石およびOP mRNAへの影響2G過量力負荷を7日間行ったラット前庭耳石膜の観察では、耳石結晶の形およびその大きさに変化は認められなかった。また、球形嚢および卵形嚢より抽出したmRNAを用いて、重力変化前、2時間、24時間、48時間、7日後でosteopontine mRNAの発現量を経時的に観察したが、いずれの平衡斑においても有意な変化は認められなかった。2.過重力負荷の蝸牛グルタミン酸受容体への影響過重力負荷を行ったラット蝸牛よりmRNAを抽出して、グルタミン酸受容体のうちGluR1、GluR2、GluR4、NR1、mGluR1の発現量について、同様に、重力変化前、2時間、24時間、48時間、7日後で経時的に解析を行ったが、いずれのグルタミン酸受容体の発現量にも有意な変化は観察されなかった。3.過重力負荷の蝸牛水チャネルAQP3、AQP4への影響過重力負荷を行った動物各1匹ずつの内耳から抽出した極く微量なmRNAを用いるため、蝸牛内に発現するAQP3とAQP4において解析が可能であったが、その発現量に有意な変化は観察されなかった。4.過重力負荷の前庭系グルタミン酸受容体への影響前庭系においても、上記グルタミン酸受容体の発現量について、重力変化前、2時間、24時間、48時間、7日後で経時的に解析を行った。その結果、前庭末梢(1次ニューロン)において、過重力負荷後7日で、GluR2受容体に著明なup-regulationが観察された。一方、前庭神経核内(2次ニューロン)におては、逆に、2時巻後にNR1受容体にdown-regulationが観察された。これらのグルタミン酸受容体の変化については、過重力負荷による空間認知に関する情報量の変化を、前庭小脳からの抑制、末梢からの興奮により代償するためのものと推察された。重力負荷に際しての、肉耳での水チャネル発現量の変化をreal time PCR法を用いて検討した。ラットを重力負荷装置内に置き、回転刺激にて2G負荷を加えた。重力負荷後、12時間、1日、3日目、7日目で、それぞれの動物を深麻酔下に断頭した。内耳蝸牛および内リンパ嚢よりmRNAを拙出した後、real time PCR法により水チャネルmRNAの発現量を重力負荷前と比較検討した。これに先立って、蝸牛および内リンパ嚢に発現する水チャネルについても検討を行ったところ、動物1匹よりreal time PCR法にて解析が可能な発現量が確認できたのは水チャネルAQP1とAQP3の二つであった。2G負荷を12時間7日間加えた動物の、蝸牛および内リンパ嚢における水チャネルAQP1とAQP3の発現量は、今回解析を行った全てのサンプルについて、統計学的に有意な変化は認められなかった。重力負荷前に発現が認められない、あるいは発現量が検出感度以下の水チャネルに重力負荷によりup-regulationが起る可能性については、さらなる検討を要する。また、同様の重力変化に対する、内耳カリウムチャネルの発現量についても現在解析中である。当科で作製した回転装置を用いて、ケージ内のSD系ラットに336^0/s(56rpm)の角速度を与えることで2Gの重力負荷を行った。

2G負荷2時間、3日、7日後にラット内耳より前庭(球形嚢、卵形嚢)、蝸牛、内リンパ嚢をそれぞれ摘出してmRNAを抽出し、real-time PCR法を用いてその発現量の変化を検討した。前庭の耳石形成に関与するとされるオステオポンチンmRNA量に有意な変化はみられなかった。内リンパ嚢および蝸牛における水輸送に関与するとされる水チャネルAQP3、AQP4のmRNA量にも有意な変化はみられなかった。一方、前庭神経節細胞では、7日後にグルタミン酸受容体GluR2のup-regulationがみられ、前庭神経核細胞では2時間後にNR1受容体にdown-regulationが観察された。以上の結果から、聴覚・前庭系の神経伝達の主役であるグルタミン酸受容体の重力変化に応じた機能的変化を今後さらに解析していくことで、将来的な宇宙時代の到来を前にしての、「感覚器の宇宙医学」を確立するための第一歩としたい。
データ分析過程の共有による知識創発支援

1)データ分析プロセスになぞらえたTETDM上で実施するチュートリアル課題,ならびにツール選択支援機能を用意した.すなわち,テキスト分析における重要な単語として,テキスト全体やテキストを条件で絞り込んだ部分テキストの高頻度の単語に着目させる課題を用意した.またそれらの単語が出力された原因を探ってもらう課題を用意した.これらの課題をTETDM上に実装し,課題ごとの操作ログを収集できる環境を構築した.有効な操作履歴を推薦する際に,ユーザ自身がある程度適切なツールを初めに選択しないと,データベース中のどの履歴でも良い履歴として推薦されてしまうことがわかった.そこで,分析の目的に応じて妥当性のあるツールを選択しやすくするインタフェースを構築した。すなわち,ユーザが分析したい単位(単語,文書、文)と分析内容(分析単位が単語の時は,重要語の抽出や共起単語の抽出など)を選択すると、自動的にツールがセットされる.2)チュートリアル課題の実施による操作ログデータの収集を行った.操作ログの収集は,本課題の研究実施者が所属する大学における実験演習科目の履修者,ならびに研究室に所属する学生に対して,データ分析スキルを獲得してもらう学習の一環として実施した.3)収集したログデータからスキル獲得を支援する操作履歴の推薦を行い,スキル獲得に繋がる効果があるかを実験的に検証した.まず推薦の方法として,ユーザの操作履歴とデータベース中にある操作ログ集合とを比較し,ユーザが行っていない操作を含む操作ログ,ならびに分析に必要な操作を積極的に行っている操作ログに高い評価を与え,推薦することとした.この推薦の結果,ユーザは推薦された操作ログに含まれるユーザにとって新しい操作を真似する傾向があったこと,および操作ログの参照によって新たな考察結果が得られる傾向があったことを確認した.平成28年度においては、データ分析過程の共有による知識創発支援の枠組みに必要な構成要素を実装した。本枠組みは、データ分析過程として、データ分析環境(TETDM)上のユーザの操作ログを、ユーザが利用(保存または再現)するための環境と、操作ログの集合を管理して共有するための環境からなる。操作ログの保存として,データ分析環境をユーザが起動してから終了するまでの操作をログとして保存する機能を実装した。あるマイニングツールがセットされてから他のツールがセットされるまでの、ひとつの分析操作を表す操作ログとして,マウスやキーボード操作を対象として、各操作情報を記録する機能を実装した。操作ログの再現として,ひとつの操作ログを入力として与え、データ分析環境上で、操作を再現する機能を実装した。ただしこれらの機能について、一部ログとして保存が難しい操作があったり,ユーザの動作環境(CPU能力やディスプレイの解像度)が異なる際に,正しく再現されないなどの問題点があるため,今後改善を図っていく.ログデータ共有環境の構築においては,保存されたデータ分析環境の操作ログを、他のユーザと共有するため、任意にアップロード、ダウンロードすることが可能なサーバの構築を行った.操作ログのアップロードとして,ユーザがログデータ共有のためのサーバにアクセスした際に、操作ログをアップロードするためのサーバ上の機能を実装した。また,ユーザがログデータ共有のためのサーバにアクセスした際に、アップロードされた操作ログの一覧を表示し、その中から参照したい操作ログを選択してダウンロードできる機能を実装した。ただし,現状は基本的なサーバの機能を整備しており,実際のログデータの絞り込み方法について,独立して研究を進め,有効な操作を含む操作ログの評価方法を試験的に実装した.操作履歴の保存と再現に関する機能について,基本部分は実装することができた.また操作履歴を共有するためのサーバについても,基本的な処理を実行する部分を実装することができた.これらのことから,おおむね順調に進展しており,計画通り研究が進められている.細かい機能や使い勝手を高めるための機能については,実際に活用を行う中で改善していく必要があると考えているため,ひとまず一通りの動作を確認できる環境づくりが,計画的に進められている.平成29年度においては、平成28年度から引き続いて,データ分析過程の共有による知識創発支援の枠組みに必要な構成要素を実装した。操作ログの保存と再現機能に関連して,限られたユーザに対して,データ分析タスクに関する実験を行い,その操作履歴の分析を継続して行った.結果としてデータ分析ユーザのデータ分析スキルの獲得に向けた有効な支援を行うためには,1)同一の目的に対して分析を行った履歴を集めること,2)共通のテキストデータに対して分析を行った履歴を集めること,がまず必要となることがわかった.そのための方策として,現在のチュートリアル機能を拡張して,幅広いユーザに共通の課題を行ってもらい,その履歴を集めて分析に役立てることにした.これにより,共通の目的に対して,所与のテキストデータに対する分析を行ってもらうことができる.ログデータ共有環境の構築においては,より多くのユーザに継続的に利用してもらうための機能を実装した.具体的には,サーバへのアクセス回数や,操作履歴のアップロード回数に応じて,サーバ上で利用可能な機能を解放する,またユーザを褒める機能を実装した.実験の結果,これらの機能が,ユーザの利用を促す効果があることが確認された.これらの状況を踏まえながら,ユーザに有効な履歴を評価して推薦するために,操作履歴データを深層学習を用いて分析を行うための,機能の実装を行った.

現在は,ユーザ自身による分析結果の自己採点結果を学習の評価値に用いたシステムとして,基本的な動作を行うシステムを実装した.今後は,操作履歴データの増加や,サーバの運用に伴う閲覧数やダウンロード数を評価関数とした学習を行っていく.操作履歴の保存と再現に関する機能について,ユーザアカウントごとに,また取り組んだデータ分析課題ごとに操作履歴データを管理する機能が実装できている.また操作履歴を共有するためのサーバについても,データのアップロードとダウンロード,ユーザの利用意欲を増進する機能が実装できている.これらのことから,おおむね順調に進展しており,計画通り研究が進められている.しかしながら,研究を進める中で,研究の完成度を高めるために必要な実施内容が増えており,研究期間内には,実施内容に優先度を設けつつ,効率よく研究を実施していく必要がある.1)データ分析プロセスになぞらえたTETDM上で実施するチュートリアル課題,ならびにツール選択支援機能を用意した.すなわち,テキスト分析における重要な単語として,テキスト全体やテキストを条件で絞り込んだ部分テキストの高頻度の単語に着目させる課題を用意した.またそれらの単語が出力された原因を探ってもらう課題を用意した.これらの課題をTETDM上に実装し,課題ごとの操作ログを収集できる環境を構築した.有効な操作履歴を推薦する際に,ユーザ自身がある程度適切なツールを初めに選択しないと,データベース中のどの履歴でも良い履歴として推薦されてしまうことがわかった.そこで,分析の目的に応じて妥当性のあるツールを選択しやすくするインタフェースを構築した。すなわち,ユーザが分析したい単位(単語,文書、文)と分析内容(分析単位が単語の時は,重要語の抽出や共起単語の抽出など)を選択すると、自動的にツールがセットされる.2)チュートリアル課題の実施による操作ログデータの収集を行った.操作ログの収集は,本課題の研究実施者が所属する大学における実験演習科目の履修者,ならびに研究室に所属する学生に対して,データ分析スキルを獲得してもらう学習の一環として実施した.3)収集したログデータからスキル獲得を支援する操作履歴の推薦を行い,スキル獲得に繋がる効果があるかを実験的に検証した.まず推薦の方法として,ユーザの操作履歴とデータベース中にある操作ログ集合とを比較し,ユーザが行っていない操作を含む操作ログ,ならびに分析に必要な操作を積極的に行っている操作ログに高い評価を与え,推薦することとした.この推薦の結果,ユーザは推薦された操作ログに含まれるユーザにとって新しい操作を真似する傾向があったこと,および操作ログの参照によって新たな考察結果が得られる傾向があったことを確認した.今後は,当初の計画に基づいて,以下の研究を進める.1)一般的な操作ログと独創的な操作ログに着目できる機能を実装する(ログ共有,ログ利用環境).ログ共有環境において,目的が類似する操作ログ集合に対して、出現頻度が高い操作と、低い操作を特定する。
楕円曲線のツイストとそのL関数の研究

昨年に引き続き,保型形式に付随するL関数の研究に取り組み,今年度は特に虚二次体のHecke指標に対する玉河数予想の研究とSiegel保型形式に付随するL関数の中心値に関する結果を得た.Bloch-Katoのによる玉河数予想は一般のmotiveに対するHasse-Weil L関数の整数点での特殊値をcohomology群の言葉を用いて記述する予想であり,abel体のTate motiveの場合にはBurns, Greither, Flachらにより完全に証明されている.近年BleyとJohnsonはこの予想を虚二次体のabel拡大体のTate motiveの場合を考察した.今年度,この研究を拡張し,類数が1の虚二次体上のHecke指標の場合にGalois群の作用を込めた精密な形の予想をnon-criticalの場合にweak Leopoldt予想と岩澤主予想の仮定の下で証明した.この結果は従来の虚数乗法を持つ楕円曲線やHecke指標に対するKingsやBarsたちによって得られていた結果の拡張,一般化になっている.一方L関数のcentral valueに対するnon-vanishingの問題は代数的整数論への応用なども含め,古くから調べられてきた問題である.今年度はSiegel保型形式に付随するstandard L関数を考察し,L関数の関数等式の中心での値が消えていないようなSiegel保型形式の個数が保型形式のlevelを大きくしていったとき,どのように増大していくかという問題について,名古屋大学の松本耕二氏と室蘭工業大学の桂田英典氏と共同研究を行った.この研究に対して今年度はL関数の一乗平均の評価に必要となるPeterssonの公式の一般化とその公式を用いたPoincare級数のFourier係数の評価に関する結果を得た.本年度は主に保型形式に関する研究に取り組み,いくつかの成果が得られた.一つ目の成果として,昨年度に得られた,有理数体上の楕円曲線の2次のtwistの族の中の岩澤不変量が零になるものの密度に関する結果を一変数の保型形式の場合に拡張した。この結果は半整数weightと整数weightの保型形式を結びつける志村対応の理論及びGalois表現の理論を使い,L-関数の値の振る舞いを調べることによって得られる.この手法は元々,楕円曲線の場合のSelmer群の位数の非可除性を調べたJames, Kohnen, Onoらの論文において最初に使われた方法であり,特に彼らがweightが2の保型形式の場合に示した結果を一般の偶数weightの場合に証明することができた.また,彼らの手法をそのまま適用すると必要なL-関数の値が求められないが,保型形式の合同関係を利用した1980年代のAshとStevensの結果とうまく組み合わせることによって,この点を克服することができることがわかった.これらの結果は現在,論文にまとめ専門誌に投稿中である.二つ目の結果としては保型形式のL-関数の中心値の積の非零性に関する予想が,ある2-進Galois表現に関する仮定をみたすときに成り立つことを証明した.この条件は一般に多くの場合に成り立っていることが期待されており,この予想を完全に解決するための重要なステップになると考えられる.いままではこの問題の解決は難しいと思われていたがOnoとSkinnerによる1998年の論文の手法をうまく用いることにより,この問題に応用できることが今回の研究によりわかった.現在は具体的に今回与えた条件を満たすような保型形式または楕円曲線をどのくらい見つけることができるかということを引き続き研究中である.本年度も引き続き,楕円曲線及び保型形式とそれらに付随するL-関数に関連した研究に取り組みいくつかの成果が得られた.一つ目の成果としては一般の重さの保型形式に対して,それを二次の指標で捻ったものはまた保型形式になることが知られているが,その中にSelmer群の位数が固定された素数pで割れないようなものが無限に存在することを証明した.これは楕円曲線の場合のSelmer群の位数の非可除性を調べた現在この結果は論文にまとめ,専門誌に投稿中である.二つ目の成果は保型形式に対するBeilinsonとBlochの予想の研究である.楕円曲線の場合はBirchとSwinnerton-Dyerによる,L-関数の中心点における零点の位数が楕円曲線のMordell-Weil群のrankに等しくなるであろうという予想が有名であるが,それを一般の代数多様体まで一般化したのがBeilinsonとBlochによる予想であった.L-関数の中心点での値が零でない場合は加藤和也氏によって,予想が成り立つことが証明されている.今回はいくつかの例に対してL-関数の中心点での零点の位数が1の場合にこの予想が成り立っていることを証明した.この場合はNekovarの結果によりp-進L-関数の微分の中心点での値が零にならな示せば十分であることが知られているので,p-進L-関数の微分を計算する公式を与え,計算機を用いてこの値を計算した.三つ目の成果としては,虚数乗法をもつ楕円曲線に対する玉河数予想に関連して,motivic cohomologyの中に特別な元を構成しBeilinsonによるregulator写像及びSouleによるl-adic Chern類写像での像に対する明示的な公式を証明した.これは虚二次体の場合のequivariant玉河数予想を証明したJohnsonの結果の部分的な一般化になっている.昨年に引き続き,保型形式に付随するL関数の研究に取り組み,今年度は特に虚二次体のHecke指標に対する玉河数予想の研究とSiegel保型形式に付随するL関数の中心値に関する結果を得た.

Bloch-Katoのによる玉河数予想は一般のmotiveに対するHasse-Weil L関数の整数点での特殊値をcohomology群の言葉を用いて記述する予想であり,abel体のTate motiveの場合にはBurns, Greither, Flachらにより完全に証明されている.近年BleyとJohnsonはこの予想を虚二次体のabel拡大体のTate motiveの場合を考察した.今年度,この研究を拡張し,類数が1の虚二次体上のHecke指標の場合にGalois群の作用を込めた精密な形の予想をnon-criticalの場合にweak Leopoldt予想と岩澤主予想の仮定の下で証明した.この結果は従来の虚数乗法を持つ楕円曲線やHecke指標に対するKingsやBarsたちによって得られていた結果の拡張,一般化になっている.一方L関数のcentral valueに対するnon-vanishingの問題は代数的整数論への応用なども含め,古くから調べられてきた問題である.今年度はSiegel保型形式に付随するstandard L関数を考察し,L関数の関数等式の中心での値が消えていないようなSiegel保型形式の個数が保型形式のlevelを大きくしていったとき,どのように増大していくかという問題について,名古屋大学の松本耕二氏と室蘭工業大学の桂田英典氏と共同研究を行った.この研究に対して今年度はL関数の一乗平均の評価に必要となるPeterssonの公式の一般化とその公式を用いたPoincare級数のFourier係数の評価に関する結果を得た.