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伸縮異方性を示す三重らせん型ポリ[n]カテナンの戦略的合成

本研究はビシクロ型の金属錯体ケージを空間的結合により連結し,異方的な伸縮応答を示す三重らせん型ポリ[n]カテナンを創製する。三重にインターロックされたビシクロ型らせんケージはポリマーの折れ曲がりを抑制すると同時に,錯体部位の外部刺激応答によってポリマーを異方的に伸縮させる。これにより,鎖の直線性・破断耐性を損なうことなく,筋肉のような制御された異方的伸縮を実現する。
インターロイキン1によるACTH反応における末梢化学受容器の関与

求心性C神経線維のACTH増大反応への関与の有無を調べるために求心性C神経線維を変性させる処置として有名なキャプサイシン脱感作をラットに行ない、インターロイキン1あるいはプロスタグランディンEを全身に投与した。キャプサイシン一回投与後に観察される体温下降はキャプサイシン脱感作により消失するが、この様なラットをキャプサイシン脱感作ラットとして使用した。キャプサイシン脱感作ラットあるいはコントロールラットの静脈内にインターロイキン1あるいはプロスタグランディンEを投与すると血漿ACTH濃度は著明に上昇致した。しかしキャプサイシン脱感作をあらかじめ行なっておくとこれらのACTH増大反応は有為に抑制された。すなわち、インターロイキン1あるいはプロスタグランディンE静脈内投与によるACTH増大反応に求心性C神経線維の関与が示唆された。キャプサイシン脱感作ラットあるいはコントロールラットにケージ交換ストレスを負荷すると、ストレス開始後血漿ACTH濃度は著明に上昇した。さらに、このACTH増大反応はキャプサイシン脱感作により何ら影響を受けなかった。キャプサイシン脱感作ラットあるいはコントロールラットにCRFの少量を投与すると、投与後血漿ACTH濃度は著明に上昇した。しかし、この反応に関しては両群の間に差はなかった。一方、CRFの大量を投与するとキャプサイシン脱感作ラットはコントロールラットより有為に大きなACTH増大反応を呈した。すなわち、下垂体のCRFに対する感受性はキャプサイシン脱感作により減弱せず、むしろ大量のCRFに対しては増強することが分かった。以上の結果より、全身投与されたインターロイキン1あるいはプロスタグランディンEは何らかの過程を経て求心性C神経線維を刺激し、これがACTH増大反応の中枢神経機構を活性化させるものと推察される。
有機相-フルオラス相の二相系を反応場とした光触媒によるフルオロアルキル化反応

酸化チタンを光触媒とする各種有機化合物の酸素酸化反応は既に幾つかの報告があるが、光触媒による一電子酸化と還元を組み合わせた炭素-炭素結合生成を基本とした合成反応の報告例はほとんどない。本研究ではヨウ化フルオロアルキルが強い一電子受容能を持つことに着目し、ヨウ化フルオロアルキルの一電子還元とオレフィン類の一電子酸化を組み合わせたオレフィン類へのフルオロアルキル基の導入を試みた。α-メチルスチレンとヨウ化フルオロアルキルのアセトニトリル溶液に酸化チタンを加え種々の条件下で光照射したところ、α-メチルスチレンにフルオロアルキル基とヒドロキシル基が同時に導入されたアルコールやフルオロアルキル化されたオレフィンが得られた。酸化チタンは回収して、何度でも再利用することができ、特に回収した酸化チタンをメタノール存在下で使用すると、その触媒活性が著しく増すことが分かった。更に、新しい反応系として有機相-フルオラス相の二層系を反応場とし、α-メチルスチレンとヨウ化フルオロアルキルとの反応を二酸化チタンを光触媒として行った。α-メチルスチレンをアセトニトリルに、α-メチルスチレンに対して5当量のヨウ化フルオロアルキルをペルフルオロヘキサンにそれぞれ溶かし、この二相系を酸化チタン存在下で激しく攪拌しながら光照射をおこなった。反応後アセトニトリル相からは反応生成物が得られ、過剰に用いたヨウ化フルオロアルキルはフルオラス相に回収された。回収した二酸化チタンとフルオラス相は再び反応に用いることができた。我々はすでにラジカル連鎖反応を駆使した含フッ素化合物の合成を行っている。ヨウ化フルオロアルキルの炭素-ヨウ素結合が求核的ラジカルであるスズラジカルにたいし高い反応性を示すことに注目し、ヨウ化フルオロアルキルとジスタンナンとを酸素存在下で光照射したところ、効率的にフルオロアルキルラジカルが発生することを見いだし、この反応を基本反応としたフルオロアルキル基を有するアルコールないしはケトンを選択的に創り出す方法を検討した。この反応では有機スズ化合物を反応を進行させるための連鎖媒体として使っていた。しかし、有機スズ化合物は反応生成物からの除去が困難である場合が多く、また、残留スズには毒性の問題がある。そこで、スズ化合物を使わない方法として、ヨウ化フルオロアルキルと一電子還元・一電子酸化を組み合わせたフルオロアルキルラジカルの発生とそれを用いた含フッ素化合物の合成を検討した。α-メチルスチレンとヨウ化フルオロアルキルのアセトニトリル溶液に酸化チタンを加え光照射したところ、この場合にもアルコールが得られた。この反応を更に有機相-フルオラス相の二層系を反応場として行った。従来、液-液二相系分離システムとしては水と有機溶媒の組み合わせが一般的であった。しかし、近年有機フッ素化合物が水とも通常の有機溶媒とも混ざらないという性質を持つため、第三の相としてフッ素系の溶媒の使用が注目されている。このような観点から、過剰に用いたヨウ化フルオロアルキル、酸化チタンはそのまま再利用ができるような新しい反応系としてペルフルオロヘキサン-アセトニトリルの二相系での反応を見いだした。
繰返し荷重に対する鉄筋コンクリート構造物の応答性状に関する研究

1.日米二国における耐震研究の実状調査。(1)初年度調査項目:両国の耐震設計基準および動的構造実験法の現状。米国における耐震規定の運用および地震観測点の配置状況。訪問先:国内機関日本大学。海外機関ワシントン大学ほか5校、ABAMコンサルティングほか10社。(2)二年度調査項目:日本大学ほか一、二の日本の大学における材料力学・構造力学の研究状況、米国におけるRC構造の動的解析法とモデル化に関する研究状況。訪問先:国内機関日本大学ほか2校、電力中央研究所。海外機関MITほか5校、材料試験サービスほか5社。(3)最終年度調査項目:米国における免震・制振技術の開発状況およびその施工例。三年間の調査内容の整理と取りまとめ。海外機関米国立のNCEERほか1機関、ニューヨーク州立大学ほか2校、BECHTELほか4社。2.RC橋脚の模型実験にもとずく日米両国耐震設計基準の比較。日本に実在するRC橋脚を原型とし、両国の耐震規定により算定される地震力と死荷重を設計荷重として、それぞれの設計基準にもとずいて、同一寸法・二種類のRC橋脚縮尺モデルを作製し、実験的に両者の耐荷力(靱性)の比較を行った。実験は凝似動的実験法によった。ここでの調査の結果、つぎの各項を明らかにすることができた。(1)両国耐震設計基準の類似点、相違点。(2)二種類の橋脚モデルにおける靱性の違い。3.日米二国の地震応答スペクトルの特性。両国の代表的地震である宮城県沖地震、インペリアル・バレイ地震ほか二、三の地震波の記録から、地震応答スペクトルを比較し、特徴的な違いを検討した。ただし応答スペクトルは、免震装置を含むRC構造物の地震応答を考慮してバイリニア非線形ばね・粘性減衰をもつ1質点系によって求められている。4.非線形解析のためのコンクリート材料構成則の検討と擬似動的実験法の検討。(1)コンクリート材料のモデル化と弾塑性RC部材の動的解析法。エンドクロニック理論にもとずく材料構成則と繊維解析法により、繰り返し荷重を受けるRC部材の弾塑性挙動を解くことのできる効率的かつ合理的な数値解法を提案。本解法による解と凝似動的実験法による実験結果とを比較し、両者の近似の良好なことを確認した。(2)変動軸力をうけるRC柱の弾塑性応答特性。地震時高層建築物の柱部材は大きく変動する軸力をうける。その際のRC柱の弾塑性挙動を実験的に求め、既往の研究に類似の破壊モードを得た。また、(1)の数値解法によって実験結果に類似の解の得られることを確認した。(3)動的実験法における相似則。振動台による加振実験と凝似動的実験とでは通常使われる模型の大きさにかなりの相違がある。二つの実験法による弾塑性実験の結果を比較し、非線形動的実験においても相似性の成立ち得ることを示した。(4)動的実験における載荷速度の影響。材料の弾塑性領域を含む動的挙動は載荷速度の影響をうける。RC柱に対する振動台加振実験と静的実験の結果を比較し、主鉄筋降伏強度のひずみ速度依存性を明らかにした。また柱のせん断耐力もひずみ速度に依存することを明らかにした。日米両国の企業が相手国の公共事業に関連する建設工事に参加する機会は多くなりつつある.このような時期に両国のコンクリート構造物の設計基準の学問的比較を行なうことは意義であることと思われる.ともに地震多発国であることから,動的問題に視点を置いた設計基準の比較研究を行ない,さらに両国の最新の耐震研究およびコンクリートの力学的研究比較をなし, 63年度・64年度に予定している大型鉄筋コンクリート構造物の耐震性に関する実験的・解析的研究に必要なデータの集収を62年度の調査研究の目的としている.米国西海岸地方の主要大学・民間企業およびハワイ大学への3名の派遺を中心に研究調査を実施した.以下に, 62年度の主要な研究業績を項目別にまとめた.1.日米両国のコンクリート構造物の設計基準の比較.国内入手資料による米国RC設計基準(とくにACI基準)の事前調査を背景として,米国における設建実務での基準運用の実際を調査した.また,米国における設計地震荷重の歴史的変遷とわが国のそれとを比較・検討した.この成果をもとに, 63年度では両国の規準によるRC構造物の比較設計とその構造模型実験を実施すべす,準備をすすめている.2.地震観測網・地震観測データの調査地震研究の主要国では高密度の地震観測網が設置されている.その現状を調べるとともに,入手ずみの観測データの整理と解析に基づき,橋梁や大スパン建築物への多点入力地震波の性質を調べた.窗穰エンドクロニックス理論に基づくコンクリートの繰返し挙動に対する構成則を用い, RC柱の非線形地震応答解析プログラムを開発した.計算結果を実験値と比較し,適合することを確認した. (研究発表IIIー1).また,地震荷重によるRC構造物の速度効果や模型の寸法効果に関する実験的研究を実施し,コンクリート構成則統一のための基礎資料を得た. (研究発表IIIー2).1.日米二国における耐震研究の実状調査。

(2)二年度調査項目:日本大学ほか一、二の日本の大学における材料力学・構造力学の研究状況、米国におけるRC構造の動的解析法とモデル化に関する研究状況。訪問先:国内機関日本大学ほか2校、電力中央研究所。海外機関MITほか5校、材料試験サービスほか5社。(3)最終年度調査項目:米国における免震・制振技術の開発状況およびその施工例。三年間の調査内容の整理と取りまとめ。訪問先:国内機関日本大学。海外機関米国立のNCEERほか1機関、ニューヨーク州立大学ほか2校、BECHTELほか4社。2.RC橋脚の模型実験にもとずく日米両国耐震設計基準の比較。日本に実在するRC橋脚を原型とし、両国の耐震規定により算定される地震力と死荷重を設計荷重として、それぞれの設計基準にもとずいて、同一寸法・二種類のRC橋脚縮尺モデルを作製し、実験的に両者の耐荷力(靱性)の比較を行った。実験は凝似動的実験法によった。ここでの調査の結果、つぎの各項を明らかにすることができた。(1)両国耐震設計基準の類似点、相違点。(2)二種類の橋脚モデルにおける靱性の違い。3.日米二国の地震応答スペクトルの特性。両国の代表的地震である宮城県沖地震、インペリアル・バレイ地震ほか二、三の地震波の記録から、地震応答スペクトルを比較し、特徴的な違いを検討した。ただし応答スペクトルは、免震装置を含むRC構造物の地震応答を考慮してバイリニア非線形ばね・粘性減衰をもつ1質点系によって求められている。4.非線形解析のためのコンクリート材料構成則の検討と擬似動的実験法の検討。(1)コンクリート材料のモデル化と弾塑性RC部材の動的解析法。エンドクロニック理論にもとずく材料構成則と繊維解析法により、繰り返し荷重を受けるRC部材の弾塑性挙動を解くことのできる効率的かつ合理的な数値解法を提案。本解法による解と凝似動的実験法による実験結果とを比較し、両者の近似の良好なことを確認した。(2)変動軸力をうけるRC柱の弾塑性応答特性。地震時高層建築物の柱部材は大きく変動する軸力をうける。その際のRC柱の弾塑性挙動を実験的に求め、既往の研究に類似の破壊モードを得た。また、(1)の数値解法によって実験結果に類似の解の得られることを確認した。(3)動的実験法における相似則。振動台による加振実験と凝似動的実験とでは通常使われる模型の大きさにかなりの相違がある。二つの実験法による弾塑性実験の結果を比較し、非線形動的実験においても相似性の成立ち得ることを示した。(4)動的実験における載荷速度の影響。材料の弾塑性領域を含む動的挙動は載荷速度の影響をうける。RC柱に対する振動台加振実験と静的実験の結果を比較し、主鉄筋降伏強度のひずみ速度依存性を明らかにした。また柱のせん断耐力もひずみ速度に依存することを明らかにした。
小胞体ーゴルジ体を経由しないガレクチン新規分泌経路の解明

本研究は、積年の謎であるガレクチンの細胞外分泌機構の解明を目指し、申請者が独自に開発した発現HRP融合タンパク質による高特異性EMARS法を用いてガレクチン3の分泌を司る分子群を網羅的に突き止める。この際、種々の分泌条件下にて細胞内小胞及び細胞膜上のガレクチン3会合分子群を同定することで、分泌経路を特定する。さらに、個々のガレクチン3会合分子を欠失させて、ガレクチン3分泌への影響を評価し、ガレクチン3の細胞外分泌に必要な分子を明らかにする。本研究によりガレクチン分泌機構解明に突破口を開くことができれば、ガレクチンが寄与するがん細胞の増殖、進展を制御するための基盤的知見を得ることができる本研究は、積年の謎であるガレクチンの細胞外分泌機構の解明を目指し、申請者が独自に開発した発現HRP融合タンパク質による高特異性EMARS法を用いてガレクチン3の分泌を司る分子群を網羅的に突き止める。本研究によりガレクチン分泌機構解明に突破口を開くことができれば、ガレクチンが寄与するがん細胞の増殖、進展を制御するための基盤的知見を得ることができる
Non-canonical脂質代謝軸によるマスト細胞の新しい制御機構の解明

血管外組織常在性のマスト細胞は異物の排除応答に関わる一方、この過剰反応は即時型アレルギー性炎症として顕在化する。本研究では脂質の視点からマスト細胞の新規調節機構の解明に取り組んだ。従来のマスト細胞研究の主流であるマスト細胞の「活性化」ではなく、その前段階、すなわちマスト細胞の前駆細胞が組織微小環境との相互作用を通じて「増殖・成熟」し、適切な応答性を獲得するプロセスに着眼し、既成概念であるアラキドン酸代謝とは異なる複数のnon-canonical脂質経路(リゾリン脂質-GPR26経路、PLA2G7B-ω3エポキシド経路)が組織微小環境依存的なマスト細胞の量と質の調節に関わることを明らかとした。我々は、脂質代謝酵素・受容体の欠損マウス群をツールに、既成概念である古典的(canonical)なアラキドン酸代謝とは異なるnon-canonical脂質経路によるマスト細胞の機能制御に関し、下記の研究結果を得た。1)生理活性脂質代謝の初発酵素である分泌性ホスホリパーゼA2(sPLA2)分子群のうち、PLA2G12Aが抗原依存的なマスト細胞の活性化と即時型アレルギー応答を増強することを見出した。PLA2G12Aはマスト細胞近傍の局所環境細胞に高く発現していた。PLA2G12A欠損マウスの組織マスト細胞は、分化成熟に異常を生じることなく抗原依存的な活性化が選択的に低減した。In vitroにおいて、本酵素はホスファチジルエタノールアミン(PE)を分解して高度不飽和脂肪酸とリゾPE(LPE)を生成した。LPEはIgE依存的な即時型アレルギー応答を増強した。したがって、マスト細胞近傍の局所環境細胞から分泌されるPLA2G12AはLPE経路を動員することで、マスト細胞の抗原依存的な活性化と即時型アレルギー応答を増強するものと考えられた。2)我々はPLA2G3-酸化脂肪酸(PGD2)経路がマスト細胞成熟を制御することを報告したが、新たにリゾリン脂質受容体のうちLPA1欠損によってPLA2G3欠損と同様のマスト細胞の成熟不全が生じ、即時型アレルギー応答が減弱することを見出した。LPA1受容体はマスト細胞近傍の局所環境細胞に高く発現していた。局所環境依存的なマスト細胞成熟培養において、局所環境細胞に発現しているLPA1を選択的に欠損させるとマスト細胞の成熟は不全を生じた。現在、PLA2G3の下流でLPA-LPA1経路が機能している可能性について検証中であるが、PLA2G3を起点としたリゾリン脂質経路がPGD2経路と協調してマスト細胞成熟と即時型アレルギー応答を制御することが想定された。本研究提案に沿った解析を着実に進め、(1)機能が不明確なPLA2G12Aを起点とした脂質代謝がマスト細胞の活性化と即時型アレルギー応答を制御すること、(2)マスト細胞の成熟とそれによる即時型アレルギー応答は従来想定されて来なかった生理活性脂質により制御されていたことなどの新知見を見出したことは評価に値する。これに加え、アレルギーにおける役割が未知であったPLA2分子種依存的な脂質代謝、あるいはリゾリン脂質経路によるマスト細胞機能制御に関する研究結果も得ており、今後の展開が期待される。脂質代謝の変容はマスト細胞依存的なアレルギー応答性に大きな影響を及ぼす。我々は、脂質代謝酵素・受容体の欠損マウスの網羅的な表現型解析を通じて、マスト細胞応答性の制御に従来の古典的なアラキドン酸代謝とは異なるnon-canonical脂質経路が関わることを見出した。(1)脂質代謝酵素であるホスホリパーゼA2 (PLA2)分子群のうち、PLA2G7Bは構成的にマスト細胞内のエポキシ化リン脂質を分解してω3脂肪酸代謝物(ω3エポキシド)を切り出し、これが酸化脂肪酸をリガンドとし得る核内受容体であるPPARγ依存的にSrcファミリーキナーゼの活性を抑制する足場タンパク質であるSrcin1の発現を減少させ、高親和性IgE受容体シグナルを亢進することによってマスト細胞の活性化を適正化することを報告した(Nat Med 2017)。(2)血管外組織常在性のマスト細胞は、前駆細胞が組織内微小環境細胞(線維芽細胞)と相互作用することにより形態的・機能的な成熟を遂げる。マスト細胞から分泌されるPLA2G3は組織内微小環境における細胞外リン脂質代謝を介してリゾリン脂質の一種であるリゾホスファチジン酸(LPA)の動員に関わり、このLPAが線維芽細胞上のLPA1受容体を介してマスト細胞の成熟を制御することを見出した。(3)マスト細胞近傍の線維芽細胞から分泌されるPLA2G12Aは、細胞外リン脂質代謝を介してリゾホスファチジルエタノールアミンを生成し、マスト細胞のIgE依存的な活性化と即時型アレルギー応答を増強することを見出した。研究代表者の所属研究室は、東京都医学総合研究所から東京大学へとラボ移転し、現在研究体制を万全に整備している状況にある。

次年度は新拠点において、初年度に見出した新知見について、特に1)PLA2G12Aが動員する脂質代謝、2)PLA2G3が動員するPGD2経路とLPA経路のクロストーク、を念頭に入れ、マスト細胞の機能制御に関わる生理活性脂質の動員から受容にかけての脂質フローの創成を目指す。これに加え、PNPLA8,PNPLA7などのPLA2分子種を起点とする新しい脂質代謝経路によるマスト細胞機能制御の新機軸に関する研究に取り組む。脂質生物学上述のように、研究代表者の所属研究室は、東京都医学総合研究所から東京大学へとラボ移転した。当該年度の特に後期においては、研究体制を一時的に縮小せざるを得なかったことから、本年度使用額の一部の資金を次年度使用額として変更計上した。次年度使用額は、新拠点である東京大学における遺伝子改変マウスの繁殖、動物実験ならびにマウス由来マスト細胞を用いた細胞培養実験に予算を投じる。
1-セレノ-2-シリルエテンを用いる不斉シクロプロパン化反応の開発

不斉シクロプロパンの新しい合成法の開発は重要な課題である。最近、我々は1-セレノ-2-シリルエテン(1)と求電子オレフィンとのルイス酸存在下での反応で、ケイ素の1、2-シフトを伴う[2+1]環化付加反応により、シクロプロパン化合物が得られることを見い出した。本研究では、(-)-menthylエステルをもつ光学活性オレフィンと(1)とのルイス酸存在下のシクロプロパン化反応を試みた。(1)とメチレンマロン酸(-)-menthylエステル(2)のZnI_2存在下での反応で高収率、高ジアステレオ選択的にシクロプロパン(5)とシクロブタン(8)の混合物が得られた。(5)を既知の有用合成中間体に誘導して絶対配置を決定した。(1)とβ-エステル基置換メチレンマロン酸(-)-menthylエステル(3)をZnI_2存在下反応させるとシクロプロパンが39%の収率de92%で得られた。(1)とβ-アシル基置換メチレンマロン酸(-)-menthylエステル(4)との反応では62-84%の収率,de95%>でシクロプロパンを得た。(1)と2-ホスホノアクリル酸(-)-menthylエステル(14)とのSnCl_4存在下での反応もシクロプロパン化合物をほぼ単一のジアステレオマーとして70%の収率で与える。これらの反応における高いジアステレオ選択性は、反応初期において(2-4,14)のπ面への(1)の攻撃が立体選択的に起こり、その後の各段階において立体が保持されたものと予想される。決定した(5)の絶対配置は反応機構から予想したものと一致した。さらに、2-スルホニルアクリル酸メチルおよびエチルエステルと(1)との反応を検討し、塩化スズの存在下26-56%の収率でシクロプロパンを得た。生成物のX線解析によりC_2,Me_3SiPhSeHC-の相対配置を確定した。2-スルホニルアクリル酸(-)-menthylエステルと(1)との反応を試みたが、生成物はシクロブタンとシクロプロパンが混合物として低い収率で得られたのみで、脱・ケイ素化合物が主生成物である。
陽電子消滅法とESR法を組み合わせた表面常磁性中心の研究

本科研費の初年度(平成10年度)に作成した試料の紫外光照射が可能なクライオスタットを用い、酸化物微粒子を低温に冷却した状態で低圧水銀灯からの254nmの波長の光を試料に照射し、ポジトロニウムの平均寿命を調べた。その結果、200°Cで熱処理をしたシリカエアロゲルとアルミナ超微粒子に於いて、ポジトロニウムの平均寿命が大きく減少することを見出した。これは紫外光による表面常磁性中心の生成と、ポジトロニウムとそれとのスピン交換反応を表している。一方、シリカ超微粒子(Cab-O-Sil)と、800°Cで熱処理をしたシリカエアロゲルでは、長時間紫外光照射を行っても全くポジトロニウムの寿命が変化せず、表面常磁性中心が生成されないことがわかった。同じ紫外線光源を用い、低温照射下のESR測定を行ったところ、200°Cで熱処理をしたシリカエアロゲルにおいてポジトロニウムとスピン交換をするラジカルは-OCH_2であることがわかった。ESR測定と陽電子寿命測定の際の照射強度を同じにして、ESR測定から-OCH_2ラジカルの濃度を求め、陽電子寿命測定からポジトロニウムのスピン交換の速度を求めた。この2つの結果を組み合わせて、ポジトロニウムと-OCH_2ラジカルのスピン交換反応の断面積を推定した。結果は、3(+6,-2)×10^<-21>[m^2]であった。以上の結果より、ポジトロニウムは表面の常磁性中心に敏感であり、そのプローブとして有用であることがわかった。ポジトロニウムを用いたスピン検出法の感度を、得られた断面積から導いたところ、検出限界は10^<15>spin/cm^3程度となり、SQUID帯磁率計と同程度であることがわかった。酸化物微粒子に陽電子を入射すると、微粒子間にポジトロニウムが生成する。このポジトロニウムは、消滅するまで、微粒子表面と衝突をくり返すため、表面プローブとして使用できる。また、ボジトロニウムは不対電子とスピンを交換できるため、表面常磁性中心の検出に応用できる。本研究では、酸化物超微粒子表面に、低温で紫外光照射を行い、表面常磁性中心を生成するために、まず、低温で照射可能なクライオスタットを用意した。窓材には、200nmまでの紫外光を透過する石英ガラスを使用した。さらに、陽電子消滅法に用いる陽電子線源も、石英ガラス上に作ったため、陽電子の入射と同じ側から、紫外光の照射が可能になり、照射の効果を効率よく検出できるようになった。このクライオスタットを用いて、低温で紫外光照射した酸化物超微粒子中の陽電子寿命の測定を開始した。また、カボシル、アルミナ、熱処理したシリカエアロゲルに対して、これまで行われていなかった、低温での1次元2光子角度相関の測定を行った。その結果、全てのサンプルで、低温での陽電子照射によって、表面常磁性中心が生成し、微粒子間に生成したポジトロニウムが、それとスピン交換反応を起こすことがわかった。ポジトロニウムと常磁性中心の、スピン交換以外の化学反応は見いだされなかった。このことは、シリカエアロゲルについては我々の過去の研究でわかっていたか、カボシル、アルミナに対しては始めての測定である。
経路積分セントロイド分子動力学計算による液体水素の集団的ダイナミクス現象の解明

本年度は以下の成果が出た。研究代表者は液体パラ水素に対して定温・定圧のCMD計算を行ってきたが、今年度は液体オルト重水素のAndersen-Nose-Hoover-chain型の定温・定圧のCMD計算を行い、その集団励起・集団運動を調べた。速度自己相関関数の量子パワースペクトルと時空相関関数(動的構造因子)を計算し、系の集団励起モードの分散や減衰挙動を調べた。さらに非干渉性中間散乱関数を計算し、それら種々の関数の特徴が古典極限でのMDの結果、あるいは昨年度までに行ってきた液体パラ水素の結果に比べてどのように異なるかを検討した。その結果、液体オルト重水素の集団励起は液体パラ水素に比べて減衰が強く、より古典極限での状況に近いことがわかった。重水素の質量が系水素より大きいことによるこの集団励起の差異は、液体水素における同位体効果・量子効果を表している。また、本年度は液体パラ水素と液体オルト重水素に対して、CMD計算で得られたセントロイドトラジェクトリーを基に、Green-Kubo公式のセントロイド近似を仮定した上で各種の輸送係数(熱伝導率、ずり粘性係数、体積粘性係数)の計算を行った。その結果、古典極限では実験値とオーダー自体もかなり違っていたが、CMD計算では劇的に正確さが上がることがわかった。さらに、量子液体への計算科学の応用の可能性を広げる研究として、CMDのボーズ・フェルミ統計への拡張について置換の効果を記述する擬ポテンシヤルの形式について検討した。本年度は液体水素の代表的な集団的ダイナミクス現象である、集団励起モードに対する圧力効果について、径路積分セントロイド分子動力学(CMD)シミュレーションによって、実験とは別の角度から調べた。液体パラ水素の集団励起モードの空間分散・減衰挙動などを、0気圧の密度の約20%増しの高密度(高圧)下と超高圧力条件の両方で調べた。液体パラ水素の時空相関(集団運動)は、実験的には70年代に行われた中性子非弾性散乱実験(Carneiroら)の不満足なデータがあるに過ぎなかったが、1999年に行われた大規模な中性子実験(欧州共同研究)によって、研究代表者がその前年にCMD計算によって得た動的構造因子と極めてよく一致した集団励起モードが観測された。音響様フォノンの分散の高密度(高圧)での挙動を本研究で明らかにした。15Kの液体パラ水素に対してAndersen-Nose-Hoover chain型の定温・定圧の量子統計力学的CMDシミュレーションを行う。設定圧力は、欧州共同中性子実験グループが2000年より開始する高圧下での非弾性散乱実験の設定圧力、すなわち5bar,25bar,40barを設定した。計算されたセントロイドのトラジェクトリーをもとに、速度自己相関関数の量子パワースペクトルと時空相関関数(動的構造因子)を計算し、系の集団励起モードの分散や減衰挙動を調べた。その結果、低波数領域での線型関係から高圧状態での断熱音速を評価すると、0barに比べ40barでは音速が大きく、1.18倍となり、実験結果(1.14倍)に近い結果が得られた。さらにスペクトルの特徴がおおむね似通っていることもわかり、この程度の圧力では集団励起に顕著な変化は出てこないこともわかった。さらに、高圧液体パラ水素の自己拡散係数を計算し、実験結果とよい一致を得た。
老親介護を担う勤労女性の就労継続とモラールの尺度開発および看護介入モデルの構築

関東、北陸、関西、近畿、中国地方在住の就労女性324名に、標準化された測定尺度と独自に作成した質問項目を用い郵送調査を行った。223名より回収し167名を分析対象とした。96名が現在または過去に介護経験をもっており、さらに就学する子どもと同居する既婚女性30名・就学する子どものいない既婚女性50名・単身女性16名の3群に分かれた。介護未体験の女性71名と96名で比較したところ有意差はなく、女性の『老親介護や家事役割を女性ひとりが担うべきとする規範』に関する認識は介護体験の有無で左右されないことが考えられた。介護体験を持つ3群において規範意識と、『働く機会確保のため働く』、『手伝うよう家族を説得する』などの規範の形骸化に関する認識と、いくつかの測定尺度との間に相関が見出された。家事介護の責務を全うしていないと感じた介護者では就労と家事介護両立の際の葛藤や介護負担感と関連があり、両立に懸命に取り組むものの十分責務を果たしているとは思えない介護者で老親に対する罪悪感、羞恥心と関連があった。近隣から仕事よりも家事介護を優先するよう求められ怒りを感じることに関連があった。女性介護者が規範は不易なものではないと感じている一方で、就労しているかどうかに関わらず老親介護と家事責務を担い、これを全うすることは女性が果たすべき規範として、女性自身や周囲の人々が価値づけていることと、このことが勤労女性介護者の葛藤や介護負担感、抑うつ感をもたらす原因となっている可能性が検証され、勤労女性介護者の精神的安寧を支援する看護介入モデルが提示された。現行の高齢者介護・男女共同参画推進施策について、勤労女性介護者の多様な背景や施設介護への要望を考慮した、柔軟な施策の構築が必要なことが考えられた。また勤労女性介護者モラールスケールについて、調査対象数を増やした上でさらに検討することが課題となった。勤労女性の老親介護の実態把握を目的に、アンケート用紙を作成し郵送調査を行った。【調査の対象】関東・中部・近畿・中国地方在住の、勤労女性介護者(介護中の者、過去に介護した者)及び今後そうなる可能性のある女性。調査内容が多く無作為抽出法では協力が得られにくいと考え、知人を介して病院・高齢者介護施設や、介護に関心の高い団体(認知症の家族の会、育児と介護を考える会)等に協力を依頼した。これまで200余名の対象者へ調査用紙を送付した。【調査内容】女性の社会的背景に関する事柄、老親の状況に関する事柄のほか、以下7種類の尺度・項目を盛り込み調査冊子(働く女性の介護生活に関する調査票、全37ページ)を500部作成した。1.家事介護に関わる日本人特有の考え方について(橋爪)16項目世間体尺度百瀬・麻原,1996)12項目平等主義的性役割態度スケール短縮版(鈴木、1994)15項目2.プライベート空間機能尺度(泊・吉田,1998)14項目3.仕事介護両立のため女性のとる行動(橋爪)20項目4.CES-D20(島・鹿野・北村・浅井,1985)20項目5.仕事介護両立に伴い女性が感じるストレス(橋爪)15項目ワーク・ファミリー・コンフリクト尺度(金井・若林,1998)20項目、日本語版Zarit介護負担尺度(荒井・武田,2001)22項目6・仕事介護両立で女性が感じるストレスへのコーピング(橋爪)16項目コーピング尺度(尾関,1993)7.仕事介護両立で女性が抱く達成感(橋爪)10項目役割満足(三川,1990)【進捗状況】平成19年3月末現在、55部の調査票を回収した(このうち13名が看護職)。このうち4名より、インタビュー調査の内諾を得た。アンケート調査の依頼を続けつつ、就労・介護を両立する上での困難点、必要な支援・公的制度についてインタビュー調査を計画・実施してゆく予定である。

女性介護者が規範は不易なものではないと感じている一方で、就労しているかどうかに関わらず老親介護と家事責務を担い、これを全うすることは女性が果たすべき規範として、女性自身や周囲の人々が価値づけていることと、このことが勤労女性介護者の葛藤や介護負担感、抑うつ感をもたらす原因となっている可能性が検証され、勤労女性介護者の精神的安寧を支援する看護介入モデルが提示された。現行の高齢者介護・男女共同参画推進施策について、勤労女性介護者の多様な背景や施設介護への要望を考慮した、柔軟な施策の構築が必要なことが考えられた。また勤労女性介護者モラールスケールについて、調査対象数を増やした上でさらに検討することが課題となった。
高性能・高品質レーザ加工法確立のためのポロシティの生成挙動と湯流れ現象の解明

平成9年度は、X線透視映像法を用いて大出力CO_2レーザ溶接時のキーホール挙動と気泡およびポロシティの生成状況の観察を行った。その結果、(1)キーホールが激しく変動して、その先端底部近傍から気泡が盛んに発生し、それがポロシティとなることを明らかにした。(2)ポロシティ内には、蒸発粒子とシールドガスが主に巻き込まれ、一部、大気成分や水素が含まれており、蒸発粒子は酸化物膜等を形成することが推察された。(3)貫通溶接や前進角溶接によってポロシティが低減できることを明らかにした。また、平成10年度は、各種材料を用い、ヘリウム、窒素またはアルゴンシールドガス中でレーザ溶接を行い、溶接ビード上のプラズマ/プルーム挙動と溶融池内部のキーホール挙動を2台の完全同期高速度カメラで同時観察を行い、それらの相関性について検討した。その結果、(4)ヘリウムシールドガス中では、プルームが大きくなるのとキーホールが深くなるのがほぼ同時に起こり、一方、プルームが大きいまま存続するとキーホールは浅くなった。(5)アルゴンまたは窒素シールドガス中では、連続レーザ照射にもかかわらず、ガスプラズマの生成により、パルスレーザ溶接のようにキーホールが周期的に消失することが判明した。(6)パルス的挙動の周期は、金属材料によって異なり、窒素ガス中では、周期の比較的短いアルミニウム合金とステンレス鋼においてポロシティが著しく低減することが判明した。(7)アルミニウム合金の方が湯流れが広範囲に起こっており、気泡は、密度差によって浮上するのではなく、激しい蒸発等に起因する湯流れによって流動・浮上していることがわかった。以上の結果より、ポロシティの生成挙動と湯流れ現象が明らかになり、高性能・高品質レーザ加工法確立のための基礎的な知見が得られた。アルミニウム合金およびステンレス鋼のレーザ溶接を種々の条件で行い、溶接欠陥、特にポロシティの生成に及ぼすシールドガスの種類、溶接条件および溶接方法の影響について明らかにした。また、レーザ溶接現象とポロシティの生成挙動に関連して、溶接中のキ-ホール挙動、気泡(バブル)の生成挙動と移動状況、溶融池内の湯流れ状況、キ-ホール挙動とレーザ誘起プルーム挙動の相関などについて、マイクロフォーカスX線透過映像装置、超高速度ビデオ、ファイバー2現象同時撮影光学系などを用いてリアルタイム観察を行った。さらに、ポロシティ内ガス成分もQマス特殊装置で分析した。それらの結果、(1)いずれの材料でも、ポロシティは、主に、キ-ホール底部から発生する気泡が浮上中にトラップされて生成することが判明した。特に、アルミニウム合金の方がステンレス鋼より気泡が浮上しやすく、浮上に及ぼす影響は少ないと考えられる。(2)アルミニウム合金およびステンレス鋼で、窒素ガスシールド中ではポシティを極めて少なくできた。これは、キ-ホール先端部が細く気泡の発生が抑えられるためであることが観察された。(3)アルミニウム合金におけるポロシティの生成は、Mg含有量が増加するにつれて、顕著になった。これはキ-ホール先端部での気泡の発生が多くなったためであろうと推察される。(4)ポロシティ内にはシールドガスが巻き込まれていることが確認された。(5)レーザ誘起プルームはキ-ホール挙動と関連性があることが明らかとなった。(6)Snワイヤによって溶融池内の融液の流れが明確化された。(7)微小W粒子を用いて観察した結果、気泡と同様な挙動を示し、溶融池内に急速な湯流れ場と滞留場があることが判明した。以上、高品質レーザ加工法確立のための基礎知見が得られた。前年度は、X線透視映像法を用いてレーザ溶接時のキーホール挙動と気泡およびポロシティの生成状況の観察を行い、キーホールが激しく変動して、その先端底部近傍から気泡が盛んに発生し、それがポロシティとなることを明らかにした。

本年度は、炭素鋼、アルミニウム合金およびステンレス鋼を用い、ヘリウム、窒素またはアルゴンシールドガス中で大出力CO_2レーザ溶接を用い、溶接ビード上のプラズマ/プルーム挙動と溶接池内部のキーホール挙動を示すX線透視映像を2台の完全同期高速度カメラで同時観察を行い、プラズマ挙動とキーホール挙動との相関性について検討した。また、両者の挙動とポロシティの生成・低減との関連ならびにそれぞれに及ぼす各種シールドガスの影響についても検討した。さらに、アルミニウム合金とステンレス鋼での溶融池内部での湯流れ現象について比較検討した。その結果、(1)ヘリウムシールドガス中では、プルームが大きくなるのとキーホールが深くなるのがほぼ同時であるが、一方、プルームが大きいまま存続するとキーホールは浅くなった。(2)アルゴンまたは窒素シールドガス中では、連続レーザ照射にもかかわらず、ガスプラズマの生成により、パルスレーザー溶接のようにキーホールが周期的に消失することが判明した。(3)パルス的挙動の周期は、金属材料によって異なり、窒素ガス中では、周期の比較的短いアルミニウム合金とステンレス鋼においてポロシティの生成割合が著しく低減することが判明した。(4)アルミニウム合金の方が湯流れが広範囲に起こっており、気泡は、密度差によって浮上するのではなく、激しい蒸発等に起因する湯流れによって流動・浮上していることがわかった。以上、ポロシティの生成挙動と湯流れ現象が明らかになり、高品質レーザ加工法確立のための知見が得られた。
確率微分方程式と制御理論への応用

確立微分方程式の多方面的研究と,制御問題,変分不等式,非線型方程式等への応用を目的として研究を行い,次のような成果を挙げることが出来た.1.確率微分方程式;係数がなめらかな一様楕円型作用素に対応する制御確率偏微分方程式の解の性質をしらべ,解は制御パラメーターに連続的に依存することを示した.さらに確率微分方程式に従って時間発展する系の部分的可観測な制御問題に応用,最適制御の存在を示すことが出来た.これらの結果は西尾によりベルヌーイソサェティの研究集会(1987年9月)で発表された.2.非線型の方程式;確率微分方程式で記述される系の微分ゲームは,アイザック条件の下で,値関数が存在して,ミニマックス方程式の粘性解になることを証明した. (Nagoya Math.Jour.vol.110に発表予定).相沢は係数が非有界なハミルトンヤコビ方程式の一意性問題を研究,粘性解が一意でない例を構成, Funk.Ekv.vol.31に発表,また山田も境界条件をもつ変分不等式の粘性解について発表した.高野はパンルベ方程式,超幾何方程式の解の構造をしらべ,不動特異点,解の接続について成果を挙げることが出来た.3.関連分野,樋口は確率場の研究を行い, 2次元イジングモデルのパーコレーションについて結果を得,平松,細川,中西は本研究を代数及び幾何学的側面より支援し,各研究結果を学術雑誌に発表した.確立微分方程式の多方面的研究と,制御問題,変分不等式,非線型方程式等への応用を目的として研究を行い,次のような成果を挙げることが出来た.1.確率微分方程式;係数がなめらかな一様楕円型作用素に対応する制御確率偏微分方程式の解の性質をしらべ,解は制御パラメーターに連続的に依存することを示した.さらに確率微分方程式に従って時間発展する系の部分的可観測な制御問題に応用,最適制御の存在を示すことが出来た.これらの結果は西尾によりベルヌーイソサェティの研究集会(1987年9月)で発表された.2.非線型の方程式;確率微分方程式で記述される系の微分ゲームは,アイザック条件の下で,値関数が存在して,ミニマックス方程式の粘性解になることを証明した. (Nagoya Math.Jour.vol.110に発表予定).相沢は係数が非有界なハミルトンヤコビ方程式の一意性問題を研究,粘性解が一意でない例を構成, Funk.Ekv.vol.31に発表,また山田も境界条件をもつ変分不等式の粘性解について発表した.高野はパンルベ方程式,超幾何方程式の解の構造をしらべ,不動特異点,解の接続について成果を挙げることが出来た.3.関連分野,樋口は確率場の研究を行い, 2次元イジングモデルのパーコレーションについて結果を得,平松,細川,中西は本研究を代数及び幾何学的側面より支援し,各研究結果を学術雑誌に発表した.
各種電流・電位波形によるパラジウム及びパラジウム合金の電析に関する研究

1.Pilet氏浴,エチレンジアミン浴,ジニトロジアンミン錯体浴からのパラジウム電解について,定電位パルス電解法,周期的逆転電位電解法,交流電解法,直流重畳交流電解法により研究した.いずれの電解法においても,各周期内のアノード電解により析出したパラジウムの一部を酸化することにより,電析物の表面形態が著しく変化することを見出した.また,従来厚い電析物を得ることが困難であるとされてきた電解浴からも,アノード電解を伴う周期的な電解法により,少くとも20μm程度まての平滑なクラックのないパラジウム電析物が得られることが実証された.さらに,アナライジングレコーダを用いて電流・電位波形を解析した結果,これらの電解活では酸化溶解しないパラジウムが,電析直後には活性な部分がアノード分極により酸化されることが明らかとなった.すなわち,本研究で用いた電解法により平滑な電析物が得られる理由が,この活性な部分の酸化によることが判明した.2.アンモニア浴およびエチレンジアミン浴からのパラジウムーニッケル合金電析を,定電位法,定電流パルス法および直流重畳交流電解法により研究した.定電位法による結果から,電析電位により合金組成が制御できることが明らかとなったが,浴の安定性からエチレンジアミン浴の方が優れているとの結論が得られた.定電流パルス法は, 3つのパルスパラメータにより合金組成が制御できるが,エチレンジアミン浴からの電析物には通常クラックが存在した.しかし,直流電畳交流法を適用すると,クラックのない厚い電析物が得られ,パラジウム含有率は8090at%で制御可能であることが明らかとなった.3.アノード電解を伴う周期的な電解法は,パラジウムおよびパラジウムーニッケル合金に対して極めて有効な方法であり,実用的観点から直流重畳交流電解法が優れていることが判明した.1.Pilet氏浴,エチレンジアミン浴,ジニトロジアンミン錯体浴からのパラジウム電解について,定電位パルス電解法,周期的逆転電位電解法,交流電解法,直流重畳交流電解法により研究した.いずれの電解法においても,各周期内のアノード電解により析出したパラジウムの一部を酸化することにより,電析物の表面形態が著しく変化することを見出した.また,従来厚い電析物を得ることが困難であるとされてきた電解浴からも,アノード電解を伴う周期的な電解法により,少くとも20μm程度まての平滑なクラックのないパラジウム電析物が得られることが実証された.さらに,アナライジングレコーダを用いて電流・電位波形を解析した結果,これらの電解活では酸化溶解しないパラジウムが,電析直後には活性な部分がアノード分極により酸化されることが明らかとなった.すなわち,本研究で用いた電解法により平滑な電析物が得られる理由が,この活性な部分の酸化によることが判明した.2.アンモニア浴およびエチレンジアミン浴からのパラジウムーニッケル合金電析を,定電位法,定電流パルス法および直流重畳交流電解法により研究した.定電位法による結果から,電析電位により合金組成が制御できることが明らかとなったが,浴の安定性からエチレンジアミン浴の方が優れているとの結論が得られた.定電流パルス法は, 3つのパルスパラメータにより合金組成が制御できるが,エチレンジアミン浴からの電析物には通常クラックが存在した.しかし,直流電畳交流法を適用すると,クラックのない厚い電析物が得られ,パラジウム含有率は8090at%で制御可能であることが明らかとなった.3.アノード電解を伴う周期的な電解法は,パラジウムおよびパラジウムーニッケル合金に対して極めて有効な方法であり,実用的観点から直流重畳交流電解法が優れていることが判明した.1.Pilet氏浴及びエチレンジアミン浴からのパラジウム電析について、まず定電位パルス法,周期的逆転電位電解法の電位制御法により検討した。アノード電解を伴うこれらの方法では、最適の電解条件下で極めて平滑な電析物が得られることが判明した。電位や周期などのパラメータを変化させて研究した結果、上述の電解浴では、電析後充分に時間が経過するとアノード溶解は生じないが、電析直後のパラジウムはその一部分が可逆的にアノード酸化されることが判明した。すなわち、これらの電位制御法で平滑な電析物が得られるのは、析出直後に高エネルギー状態にあるパラジウムがアノード溶解するためであり、荒れた表面を形成する核がなくなることによるとのメカニズムが明らかになった。2.より実用的な電解法を関発するため、交流法及び直流重畳交流法により上述の浴からのパラジウム電析を研究した。その結果、周期の長い交流法では、析出物のアノード溶解の不可逆性により電析物が得られることが明らかとなったが、良好な表面形態を得る条件は見出せなかった。しかし、直流重畳交流法では、電析及び溶解反応がほぼ可逆的に進行し、0.5Hz以下の周波数では10μm以上の厚さまで平滑な電析が可能であることを見出した。3.エチレンジアミン浴からのパラジウム-ニッケル電析をまず定電位法により検討した結果、ニッケルの析出反応がpH及び浴中のエチレンジアミン量により影響され、その原因は浴中でのニッケル錯体の構造と密接に関連することを明らかにした。さらに、定電流パルス法を適用し、パルスパラメータが電析物組成と表面形態に及ぼす影響を研究した。その結果、中性浴では高過電圧下でパラジウム析出が拡散限界に達しても、ニッケル析出は抑制されており、パラジウムが約80at.%の目的とする組成が容易に得られることが明らかとなった。
超弦の場の理論の量子化から重力を読み解く

AdS/CFT対応は弦理論の非摂動的な定義を与える仮説であると捉えることができるが、この仮説においては曲がった時空での閉じた弦理論は、Dブレーンが存在する状況での開いた弦と閉じた弦の理論から導かれる。開いた弦の状態には質量がゼロの粒子も存在し得るが、AdS/CFT対応で考えている状況では開いた弦の自由度を経路積分することができ、穴が開いた世界面を持つ閉じた弦の理論が整合的な摂動論を与えることを指摘した。さらにWittenにより構成されたスター積を用いた3次の相互作用を持つ開いたボソニックな弦の場の理論においては、on-shell条件を満たす閉じた弦の状態ひとつに対してひとつのゲージ不変な演算子を構成することができるが、N枚の重なったDブレーンが存在する状況で、そのようなゲージ不変な演算子の相関関数の1/N展開による評価は、適切な低エネルギー極限においては穴が開いた世界面を持つ閉じた弦の理論の摂動論を再現することが分かった。従って、有限のNに対して開いた弦の場の理論を量子化することができれば、重力を含む閉じた弦理論の非摂動的な定式化を与える可能性がある。開いたボソニックな弦の場の理論は一般的にはタキオンが存在して整合的な量子論にはならないと考えられるが、位相的な弦理論への応用や低い次元の理論では量子化が可能であると考えられる例が知られている。さらにタキオンが存在しない開いた超弦の場の理論に研究成果を拡張することができれば、穴が開いた世界面を持つ閉じた超弦理論の非摂動的な定式化を与える可能性があり、来年度以降に研究を進めて行く予定である。ボソニックな弦の場の理論から超弦の場の理論への拡張をする必要があるが、本研究課題を進めて行く上で極めて重要な進展があったという面では研究は順調に進展している。その一方でこれまでの研究成果の論文執筆に関しては予定よりも遅れている。今年度の研究成果により、今後の研究を進めて行く上での方向性が明確になった。超弦の場の理論の構成に関しては国内外で重要な進展が続いており、今年度の研究成果で得られた知見を踏まえて研究会などの関連する研究者と議論しながら研究を進めて行きたい。また、開いた弦と閉じた弦の場の理論について数学者と議論することも有益であると考えている。弦理論の非摂動な定式化へのひとつのアプローチである弦の場の理論の研究において、弦理論をフェルミオンも記述できるように改良した超弦理論に対して超弦の場の理論を構成しようとしたときに、フェルミオンを記述する部分の作用が構成できないことが約30年間に渡る大きな障害になっていたが、平成27年度に京都大学の国友氏との共同研究で開発した手法およびSenによって開発された手法の2つの方法でこの問題が解決され、その後、超弦の場の理論の重要な進展が続いている。しかし、超弦の場の理論のより本質的な進展のためには、ゲージ不変性と超リーマン面の超モジュライ空間との関係の理解が鍵になると考えられる。このような動機に基づき、米国プリンストン高等研究所の研究員である大森氏との共同研究により超リーマン面の超モジュライ空間の分割に基づく開いた超弦の場の理論の構成法を開発し、ボソンを記述する弦の場の4次までの相互作用を具体的に構成した。また、国友氏との共同研究で開発した手法とSenによって開発された手法の関係を理解することも重要であるが、これは超リーマン面の超モジュライ空間のフェルミオン的なモジュライの取り扱いに関係している。このことは、より扱いが簡単なボソン的なモジュライも2通りの方法で取り扱うことができることを示唆していて、そのようなボソン的なモジュライの代表的な例は閉弦の場に対するlevel-matching条件と関係している。このような動機に基づき、私が指導教員を担当している修士課程の大学院生である坂口氏との共同研究で、余計な自由な場を導入することにより閉弦の場に対してlevel-matching条件を課さずに閉弦の場の理論を構成することに成功し、論文を執筆中である。今年度の研究環境の変化の影響で、研究自体は何とか進展しているものの、論文の執筆は遅れている。

開いたボソニックな弦の場の理論は一般的にはタキオンが存在して整合的な量子論にはならないと考えられるが、位相的な弦理論への応用や低い次元の理論では量子化が可能であると考えられる例が知られている。さらにタキオンが存在しない開いた超弦の場の理論に研究成果を拡張することができれば、穴が開いた世界面を持つ閉じた超弦理論の非摂動的な定式化を与える可能性があり、来年度以降に研究を進めて行く予定である。ボソニックな弦の場の理論から超弦の場の理論への拡張をする必要があるが、本研究課題を進めて行く上で極めて重要な進展があったという面では研究は順調に進展している。その一方でこれまでの研究成果の論文執筆に関しては予定よりも遅れている。今年度の研究の遅れの原因となった研究環境の変化への対応はほぼ完了している。今年度のインドのHarish-Chandra研究所への出張の際のSenとの議論は大変有益であったため、来年度以降もSenとの議論を続けることで研究を進めて行く計画である。今年度の研究成果により、今後の研究を進めて行く上での方向性が明確になった。超弦の場の理論の構成に関しては国内外で重要な進展が続いており、今年度の研究成果で得られた知見を踏まえて研究会などの関連する研究者と議論しながら研究を進めて行きたい。また、開いた弦と閉じた弦の場の理論について数学者と議論することも有益であると考えている。2018年度から2019年度にまたがる滞在型の国際研究会への参加において、2018年度に使用する海外旅費が予定よりも少なく2019年度に使用する海外旅費が予定よりも多くなったことが主な理由である。また、論文の執筆が遅れていることに伴い、2018年度の年度末の学会での発表を見送って来年度に発表することにしたため、今年度に使用する予定だった国内旅費を来年度に使用することに変更した。