hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高温履歴を受ける粘性土の微視的構造と工学的性質の変化に関する研究

本研究では,まず,50200°Cの高温条件下でせん断,圧密,及び透水試験が行える三軸試験システムを開発・製作した.本装置は,シリコンオイルで満たしたセル室とつながっているフローポンプのピストンロッドの変位をパソコンを用いたメガトルクモータによって制御し,高背圧を高精度で負荷することによって100°C以上の高温度条件下で間隙水の沸騰を抑え,各種の三軸試験が実行可能である.本装置を用いて,カオリンとベントナイトに対する圧密非排水三軸圧縮試験を行い,温度履歴を受けた粘性土の強度・変形特性,および圧縮・圧密特性を調べた。その結果,100°Cにおける粘土の力学特性は100°C以下での温度効果のほぼ延長線上にあり,100°C程度では粘土の力学特性に大きな変化が現れないことが明らかとなった。また,温度が上昇するにつれて,擬似過圧密状態に近づき,圧縮強度は増加するが,限界状態線の傾きはカオリン粘土で減少し,ベントナイト粘土で増加することが明らかとなった。さらに,両試料とも温度増加に伴って圧縮強度は増加するが,温度増加に伴う間隙比の減少量に対応するだけ強度増加は得られていないことが明らかとなった。一方,粘土試料の水平断面と鉛直断面の電子顕微鏡写真において,直交する方向の写真の濃度分布を測定し,その波形のパワースペクトル解析を行うことによって,その粘土の粒子構造の違いを定量的に評価する方法を用いて,高温再圧密粘性土と室温再圧密粘性土の微視的構造を比較検討した。その結果,高温履歴を与えることによって粘土の微視的構造がランダム構造に近い構造になることが明らかになった。平成11年度は,まずステップ1の研究として,50200°Cの高温条件下でせん断,圧密,及び透水試験が行える三軸試験システムを開発・製作した.本研究では載荷装置などは現有の三軸試験装置のものを利用し,供試体を高温状態にするための三軸セルとそれに付随する各種の制御および計測装置を本経費で新たに製作した.本装置では,シリコンオイルで満たしたセル室につながるフローポンプのピストンロッドの変位をパソコンを用いたメガトルクモータによって制御し,高背圧を高精度で負荷することによって100°C以上の高温度条件下で間隙水の沸騰を抑え,各種の三軸試験が実行可能となった.また,供試体のみの温度を変化させることができないので,試験装置自体が温度変化によって変形するとともに,計測装置が温度変化の影響を受ける.そのため,温度変化に伴って変化する試験装置と計測装置のキャリブレーションを実施した.その後,ステップ2として,製作した高温対応型三軸試験システムを用いて高温履歴を受けた粘性土の工学的性質を解明する予定であったが,高温対応型三軸試験システムの開発およびキャブレーションに時間を要したため,この装置を用いて高温履歴を受ける粘性土の力学特性を明らかにすることはできなかった.そのため,ステンレス製のモールドを用いた高温再圧密装置によって70°Cの高温状態と20°Cの室温状態で作製した粘土の圧密特性とせん断特性の違いを明らかにした.そして,ステップ3の研究として,このようにして作成した高温再圧密粘性土と室温再圧密粘土の微視的構造を定量的に解析し,高温履歴によって粘土の微視的構造がランダム構造に近い構造になることを定量的に明らかにした.平成12年度は,平成11年度に作製した高温条件下でせん断,圧密,及び透水試験が行える三軸試験システムを用いて高温履歴を受けた粘性土の変形・強度特性を調べた。

なお,本装置では,シリコンオイルで満たしたセル室とつながっているフローポンプのピストンロッドの変位をパソコンを用いたメガトルクモータによって制御し,高背圧を高精度で負荷することによって100°C以上の高温度条件下で間隙水の沸騰を抑え,各種の三軸試験が実行可能である.本装置を用いて,カオリンとベントナイトに対する圧密非排水三軸圧縮試験を行い,温度履歴を受けた粘性土の強度・変形特性,および圧縮・圧密特性を調べた。その結果,100°Cにおける粘土の力学特性は100°C以下での温度効果のほぼ延長線上にあり,100°C程度では粘土の力学特性に大きな変化が現れないことが明らかとなった。また,温度が上昇するにつれて,擬似過圧密状態に近づき,圧縮強度は増加するが,限界状態線の傾きはカオリン粘土で減少し,ベントナイト粘土で増加することが明らかとなった。さらに,両試料とも温度増加に伴って圧縮強度は増加するが,温度増加に伴う間隙比の減少量に対応するだけ強度増加は得られていないことが明らかとなった。一方,粘土試料の水平断面と鉛直断面の電子顕微鏡写真において,直交する方向の写真の濃度分布を測定し,その波形のパワースペクトル解析を行うことによって,その粘土の粒子構造の違いを定量的に評価する方法を用いて,高温再圧密粘性土と室温再圧密粘性土の微視的構造を比較検討した。その結果,高温履歴を与えることによって粘土の微視的構造がランダム構造に近い構造になることが明らかになった。
体温調節機構としての延髄皮膚血管運動調節中枢ネットワークの解明

心血管運動を調節する交感神経の活動様式は常に一様というわけではなく、支配する臓器によって異なるということが知られている。研究代表者は温度感受性のニューロンを含む視索前野・前視床下部の加温刺激に対して、皮膚血管交感神経が抑制性の応答を示し、一方で、内臓交感神経活動が変化しないという末梢交感神経の応答性の違いがその典型的な例であることを示し、また、この応答性の違いが、吻側延髄腹側部に存在するプレモータ・ニューロンのレベルでも見られ、このことから、皮膚交感神経を支配するプレモータ・ニューロンの同定を行い、その結果を報告した。(Koganezawa T, Terui N, Brain Research, 2005)また、さらに低酸素負荷時における末梢交感神経活動の応答を更に解析し、低酸素負荷によって、腎臓交感神経活動は興奮性の応答を示し、一方、心臓交感神経活動は抑制性の応答を示すことを明らかにした、さらに、このときの延髄網様体脊髄路ニューロンの反応を調べたところ、心臓交感神経活動を調節するプレモータ・ニューロンが他の交感神経活動を支配するプレモータ・ニューロンとは異なるニューロングループを形成していることを確認した。上記知見を含む循環調節中枢ネットワークをより詳細に解明するために、人工脳脊髄液灌流標本を用いた実験を行った。その結果、吻側延髄腹側部に存在する延髄網様体脊髄路ニューロンが、薬理学的にシナプス入力を遮断した後においても自発性の発火を示し、さらに、低酸素負荷によってその活動は末梢の交感神経同様に興奮性の応答を示した。即ち、交感神経のプレモータ・ニューロンはペースメーカ・ニューロンとしての性質と化学受容性を持つことが示された。この結果は、既に国内外の学会において発表されている。心血管運動を調節する交感神経の活動様式は常に一様というわけではなく、支配する血管床あるいは臓器によって異なるということが知られている。以前の研究で、研究代表者は温度感受性のニューロンを含む視索前野・前視床下部の加温刺激に対して、皮膚血管交感神経が抑制性の応答を示し、一方で、内臓交感神経活動が変化しないという末梢交感神経の応答性の違いがその典型的な例であることを示し、また、この応答性の違いが、延髄吻側腹側部に存在するプレモータ・ニューロンのレベルでも見られ、このことから皮膚交感神経を支配するプレモータ・ニューロンの同定を行い、その結果を報告した。そこで、このことを詳細に検討するために、低酸素負荷時における末梢交感神経の応答をさらに解析した。その結果、低酸素負荷によって、腎臓交感神経活動は興奮性の応答を示し、一方、心臓交感神経活動は抑制性の応答を示した。また、これと同時に、皮膚血流量も増加した。そこで、さらに低酸素負荷時における延髄網様体脊髄路ニューロンの反応を調べたところ、心臓交感神経活動を調節するプレモータ・ニューロンが他の交換神経活動を支配するプレモータ・ニユーロンとは異なるニューロングループを形成していることを確認し、このことを国内外の学会において報告した。今後、皮膚血管運動調節中枢ネットワークを解明するためにも、上記の知見をさらに詳細に検討し、循環調節中枢を構成するニューロンの特徴およびそれらニューロン間のネットワークを、特に皮膚血管を調節する中枢メカニズムに焦点を当て、検討していく予定である。また、さらに低酸素負荷時における末梢交感神経の応答を更に解析し、低酸素負荷によって、腎臓交感神経活動は興奮性の応答を示し、一方、心臓交感神経活動は抑制性の応答を示すことを明らかにし、さらにこのときの延髄網様体脊髄路ニューロンの反応を調べたところ、心臓交感神経活動を調節するプレモータ・ニューロンが他の交感神経活動を支配するプレモータ・ニューロンとは異なるニューロングループを形成していることを確認し、このことを国内外の学会において報告した。現在、研究代表者は上記知見を含む循環調節中枢ネットワークをより詳細に解明するために、摘出心臓-脳脊髄腋標本を用いた研究を進めている。現在までのところ、特に低酸素負荷時において、皮膚血管交感神経を含む交感神経活動に様々な特徴的応答が見られることが確認されつつある。故に、この標本を用い、更に詳細な研究を行い、末梢交感神経活動変化およびそれを調節する延髄内循環調節中枢ニューロンの特徴を探る。

(Koganezawa T, Terui N, Brain Research, 2005)また、さらに低酸素負荷時における末梢交感神経活動の応答を更に解析し、低酸素負荷によって、腎臓交感神経活動は興奮性の応答を示し、一方、心臓交感神経活動は抑制性の応答を示すことを明らかにした、さらに、このときの延髄網様体脊髄路ニューロンの反応を調べたところ、心臓交感神経活動を調節するプレモータ・ニューロンが他の交感神経活動を支配するプレモータ・ニューロンとは異なるニューロングループを形成していることを確認した。上記知見を含む循環調節中枢ネットワークをより詳細に解明するために、人工脳脊髄液灌流標本を用いた実験を行った。その結果、吻側延髄腹側部に存在する延髄網様体脊髄路ニューロンが、薬理学的にシナプス入力を遮断した後においても自発性の発火を示し、さらに、低酸素負荷によってその活動は末梢の交感神経同様に興奮性の応答を示した。即ち、交感神経のプレモータ・ニューロンはペースメーカ・ニューロンとしての性質と化学受容性を持つことが示された。この結果は、既に国内外の学会において発表されている。
ニロチニブによる肝障害予測マーカーとしての血中濃度／遺伝子多型の解明

【目的】本研究ではニロチニブによる有害事象、中でも発現頻度が高い高ビリルビン血症に着目し、その発現メカニズムを解明することを目的とした。【方法】当院にてニロチニブによる治療を受けている34名の慢性骨髄性白血病患者を対象とし、ニロチニブのトラフ濃度を高速液体クロマトグラフィー(HPLC)定量法を用いて測定した。また対象患者の血液よりDNAを抽出し、UGT1A1遺伝子多型をPCR-RFLP法にて解析した。【結果】ニロチニブ投与開始から3か月以内にビリルビンがGrade1以上に上昇した患者の比率は、UGT1A1 *6/*6および*6/*28群(poor metabolizer ; PM)がその他の多型群(extensive metabolizer ; EM)に比べ有意に高かった(P=0.014)。投与開始3か月目までの間に7例が高ビリルビン血症によるニロチニブ減量を要し、更に7例中4例がUGT1A1のPMであった。PM患者がGrade1以上のビリルビン増加を発現するまでの期間およびニロチニブ減量に至る期間の中央値は、各々2週間および4週間であり、EMと比較し有意に早かった(P=0.004およびP=0.002)。一方、維持期におけるニロチニブの1日量およびトラフ濃度の中央値を比較すると、12か月目時点においてEM群では600mg/dayおよび766ng/mL、PM群では300mg/dayおよび392ng/mLであった。【考察】UGT1A1阻害作用を有するニロチニブを投与した場合、UGT1A1の酵素活性が低下したPM患者では、有意に高ビリルビン血症の発現頻度が高くなる。よってPM群は低用量から開始しニロチニブの血中濃度を低く抑えることで、高ビリルビン血症による治療中断を防ぐことができると考えられる。
がんで長期入院中の子どもの理解　看護師の「アンテナ」と「何か言いたそうな感覚」

長期入院が必要な小児がん患者の心理的サポートには子どもの気持ちの理解は不可欠であるが,看護師は子どもの気持ちの理解に困難を感じている.本研究では,経験豊富な看護師が子どもの気持ちの理解のために活用する「アンテナ」「子どもが何か言いたそうな感覚」はどのようなもので,それらをどのように身に着けたのか,その感覚を身に着けるためには何が必要なのかを明らかにする.そのため,2019年度に看護実践における「アンテナ」の概念分析を行い,2020,21年度に小児がん患者が多く入院する病棟で6年以上勤務した経験を持つ看護師約20名を対象にインタビュー調査を実施する。2022年度には学会発表および論文投稿を行う.長期入院が必要な小児がん患者の心理的サポートには子どもの気持ちの理解は不可欠であるが,看護師は子どもの気持ちの理解に困難を感じている.本研究では,経験豊富な看護師が子どもの気持ちの理解のために活用する「アンテナ」「子どもが何か言いたそうな感覚」はどのようなもので,それらをどのように身に着けたのか,その感覚を身に着けるためには何が必要なのかを明らかにする.そのため,2019年度に看護実践における「アンテナ」の概念分析を行い,2020,21年度に小児がん患者が多く入院する病棟で6年以上勤務した経験を持つ看護師約20名を対象にインタビュー調査を実施する。2022年度には学会発表および論文投稿を行う.
生体内蛋白の超高速計量システムの開発

【目的】チップ電気泳動法と質量分析計を集積した生体内蛋白の超高速計量システムの開発とシステムの病態検査への応用の可能性を明らかにする。特に、未変性条件で生体内短波区を1分以内に分離するチップ電気泳動法と1ピコグラム(pg)の蛋白量,当量としてフェムトモル(fmol)の超微量蛋白の同定と計量を目指したイオントラップ型質量分析計の開発と、それを用いた生体内の蛋白及びペプチドの超高速計量による病態検査の可能性を明らかにする。【実験】平成16年度には、日立SV1210を用いたチップ電気泳動装置のマイクロ流路の可溶性高分子デキストランを充填して未変性条件での分子量標準蛋白の分離を試み、6分間で12検体の再現性の高い分離に成功した。これを受けて、蛍光標識した蛋白の各分離ピークの蛍光強度測定を行ったところ、最少量として1pgの検出感度を得た。さらに、ヒトT細胞系白血病細胞のアポトーシス誘導に伴う細胞内蛋白の分離を試みたところ、1分間でスタスミンとサイモシンβ4を再現性良く分離できた。これらの成果をもとに、平成17年度にはヒト血清中の微量蛋白の高速分離を試みた。しかしながら、血清に含まれる多量のアルブミンやトランスフェリン及び免疫グロブリンなどにより、微量蛋白の再現性の良い分離はできなかった。その対策としてアルブミンやトランスフェリンを除去するためにアルブミンやトランスフェリンに特異的な抗体を不溶性のビーズに固定化したアフィニティーカラムで血清を全処理することによって、微量蛋白ピークの分離が改善された。さらに、血清中微量蛋白を特異的に計量するために、目的の蛋白に特異的に結合する抗体をチップ電気泳動装置のマイクロ流路に固定化する技術の開発を試みた。先ずは、基盤技術となる抗体蛋白リガンドのマイクロ流露内壁への固定化技術の開発を行った。モデル蛋白としてシステインタグ付き緑色蛍光蛋白(cys-GFP)を用いてマレイミド基を導入した基板上に共有的な固定化を試みたところ、極めて良好にGFPが固定化されて非特異的な吸着も格段に軽減された。これによって、目的の血清中微量蛋白やヒトT細胞系白血病細胞内の蛋白の分離を行い、病態検査への応用の可能性について成果が得られつつある。【今後の展開】平成17年度に得られた成果をもとに、実際の正常血清やがん患者血清を用いてがんマーカー蛋白の超微量計量を試み、その検査結果を臨床経過と共にデータベース化して病態検査への応用の可能性を検証する。【目的】チップ電気泳動法と質量分析計を集積した生体内蛋白の超高速計量システムの開発、本システムの病態検査への応用の可能性を明らかにする。【実施】未変性条件で生体内蛋白を1分以内にサイズ分離するチップ電気泳動法の開発と1ピコグラム(タンパク質量としてフェムトモル以下)の超微量計量を行う検出システムの開発を行った。また、特異蛋白の高速分離のために超微量蛋白を固定化したチップの技術開発を行った。【成果】チップ電気泳動装置(島津MCE-2010、日立SV1210およびAgilent2100Bioanalyzer)のマイクロ流路に可溶性高分子デキストランを充填し、未変性条件で分子量基準蛋白標品(分子量6,000200,000)をサイズ分離したところ、日立SV1210を用いて12検体を6分で分離できた。また、蛍光試薬による蛋白計量を行ったところ蛋白ピークあたり1ピコグラムの検出感度を得た。これを基盤に、ヒトTリンパ腫細胞のアポトーシス誘導に伴い変化する細胞内蛋白の分離を試みたところ、1分以内にスタスミンとサイモシンβ-4のピーク変化を再現性よく検出できた(生物物理化学48巻第3号85-87頁、2004年)。現在、これらの成果を基盤に、血清蛋白の超微量計量を試みているが、アルブミンやトランスフェリン或いは免疫グロブリンなどの血清中に多量に含まれている蛋白の除去システムの改良が必要になっており、その条件を検討している。さらに、血清中の微量蛋白を特異的に計量するために、チップ流路に目的の蛋白に特異的に結合するリガンド(抗体など)を固定化する技術を開発している。【今後の展開】チップ電気泳動法による超高速蛋計量システムの基盤は確立したので、未知蛋白の同定と計量を目的としたチップ電気泳動法と質量分析計の集積システムを開発と、病態検査への応用の可能性を検討する。

これらの成果をもとに、平成17年度にはヒト血清中の微量蛋白の高速分離を試みた。しかしながら、血清に含まれる多量のアルブミンやトランスフェリン及び免疫グロブリンなどにより、微量蛋白の再現性の良い分離はできなかった。その対策としてアルブミンやトランスフェリンを除去するためにアルブミンやトランスフェリンに特異的な抗体を不溶性のビーズに固定化したアフィニティーカラムで血清を全処理することによって、微量蛋白ピークの分離が改善された。さらに、血清中微量蛋白を特異的に計量するために、目的の蛋白に特異的に結合する抗体をチップ電気泳動装置のマイクロ流路に固定化する技術の開発を試みた。先ずは、基盤技術となる抗体蛋白リガンドのマイクロ流露内壁への固定化技術の開発を行った。モデル蛋白としてシステインタグ付き緑色蛍光蛋白(cys-GFP)を用いてマレイミド基を導入した基板上に共有的な固定化を試みたところ、極めて良好にGFPが固定化されて非特異的な吸着も格段に軽減された。これによって、目的の血清中微量蛋白やヒトT細胞系白血病細胞内の蛋白の分離を行い、病態検査への応用の可能性について成果が得られつつある。【今後の展開】平成17年度に得られた成果をもとに、実際の正常血清やがん患者血清を用いてがんマーカー蛋白の超微量計量を試み、その検査結果を臨床経過と共にデータベース化して病態検査への応用の可能性を検証する。
指導案を利用した教師教育支援環境の実現と評価

一般に,教師が自己研鑽を行うには,自己の知識の洗練に加えて,熟練した教員らの経験を活かすことが望ましい.申請者は,現職教員のための教師教育支援研究として3つの成果を挙げた.まずは現職教員向けの電子指導案作成支援環境の構築である.次に,授業の振り返りを行うために,授業時の状況を写真撮影して担当授業ごとに自動振分けを行うiPadアプリを作成した.最後に教員研修をオンライン上で実現する環境を構築した.これにより,自己研鑽が可能な教師教育環境を実現することができた.(研究の目的)平成24年度は,前年度で取り組んできた事柄を本格的に実施していくことであり,具体的にはシステムの改善やスケーラビリティを高めることにある.そこで,これまで運用・改善を行ってきたシステムのスケーラビリティとユーザビリティおよびアクセシビリティの見直しを図るべく,アーキテクチャに大幅な変更を加えた.具体的には,これまで運用してきたネイティブXMLデータベースであるXindiceにおけるスケーラビリティの将来性を鑑み,MySQLに切り替えて再構成を図った.MySQLを採用した理由としては,優れたスケーラビリティに加え,レプリケーション機能を有することにあった.これにより,システムの分散化を実現することができた.また,システムの負荷軽減を実現すべく,AJAXを利用した非同期通信を主体とした構成に変更した.(研究実施計画)必要に応じてサーバの適正な台数増加と取り扱う情報の内容や構造について研究を進めて行くと共に,現職教員との取り組みを本格的に進めていくことが挙げられる.実施計画については上記の目的でも記載したようにシステムの改良と現時点での評価を行った.また,対象を現職教員としたシステム作りということで,ある程度の指導案作成のスキルを持ったユーザとして想定できるので,機能の絞り込みやインタフェースの改善を行い,サーバの設置場所から離れた遠隔地で現職教員を集めて試用してもらうなどの検証を行った.その際にシステムの運用面では全くトラブルが生じず,高い安定性を確認することができた.システムを介したインタラクションについては,これを促進するコメント機能を実現させ,この試用の際に確認して戴いた.システムの使用感については概ね好評であり,その際にいただいた意見を元に,ICTの利用に詳しい現職教員に評価していただき,一定の評価を得ることができた.指導案を利用した教師教育支援環境の実現と評価に関する研究に対して,平成25年度は,(1)指導案を利用した教育実習支援システムとしてのあり方についての検討,(2)教師教育支援環境の試作と評価の2点を行った.まず(1)であるが,昨年度末に新たなシステムとして現職教員向けに指導案オーサリングシステムTeaPoT IIを試作した.この試作を踏まえて今年度はこれまでのシステムのあり方を検討した.教育関係者や現職教員らとの議論等を通じて,システムについては様々な機能よりも安定して使いやすいシステムが望ましいという意見が見られた.このことからもシステムを分散・冗長化することやタブレットPCでの利用を意識したインタフェースデザインは高く評価された.また,指導案の著作権やコメント機能も評価された.授業改善という立場に立つと,(a)自己の方針を明示化して第三者からの意見を得やすくすることと,(b)専門家や熟練者の話を聞く・参考にするというものがある.前者はこれまでのTeaPoT IIによって実現することができた.後者の具体例に教員研修というものがあるが,なかなか所定の日に集まることがむつかしく,成果が上がらないものである.そこで(2)であるが,申請者は新たにTeaPartyというオンラインカンファレンスシステムを構築した.このTeaPartyはこれまでの既存の通信技術を利用することで,サーバの負担を軽減するとともに,講演者および参加者が同一場所,同一時刻に集まらなくても講演の様子を閲覧することを可能とした.さらにはTeaPoT IIの技術を連携させることで,講演者や参加者の指導案等を閲覧したりコメントを行うことを可能としている.その結果,本研究は授業改善に必要な2点(a)(b)を満たすことから,以上をもって指導案を利用した教師教育支援環境の実現と評価に関する研究を行うことができた.一般に,教師が自己研鑽を行うには,自己の知識の洗練に加えて,熟練した教員らの経験を活かすことが望ましい.申請者は,現職教員のための教師教育支援研究として3つの成果を挙げた.まずは現職教員向けの電子指導案作成支援環境の構築である.次に,授業の振り返りを行うために,授業時の状況を写真撮影して担当授業ごとに自動振分けを行うiPadアプリを作成した.最後に教員研修をオンライン上で実現する環境を構築した.これにより,自己研鑽が可能な教師教育環境を実現することができた.申請者はこれまでに指導案オーサリングシステムTeaPoTを構築し,教員養成系大学における指導案作成指導に関する授業において実際に導入・運用を行ってきた.同様にこの取り組みは教育実習の現場でも導入され始めており,平成21年度には教員免許更新講習会においても試験的に導入している.特にこの指導案作成指導に関する授業においては,これまでに毎年ある程度の肯定的な成果を挙げており,さらにはTeaPoTを利用した受講生の一部がそのまま教育実習での利用を希望して用いる等,肯定的かつ連鎖的な運用が実現されている.今年度については,研究に必要なインフラの改善をめざし,(1)ハードウェア・(2)ソフトウェア・

(3)運用面での改善を行った.(1)については,利用者の増加が今後予期できることからハードウェアの性能向上と負荷分散を目指したハードウェア構成を実現した.(2)については,まず,WebサーバであるApacheHTTPServer上においてロードバランシングを行った.次にデータベースとして採用しているXindiceであるが,スケーラビリティ向上の観点から鑑みるとMySQLへのO/Rマッピングによる移し替えも当初は考えていたが,後述する(3)の運用面において教員との協議による今後のデータ構造の変化を考慮して過去の資産を活かす形で現状通りとし,安全性の向上に留めた.(3)については,研究目的(2)の(a)(b)および申請書の研究方法(1)(2)に従い,一定の教育歴をもつ現職教員数人に協力を依頼し,指導案のあり方やTeaPoTを今後利用する上での必要な事柄について複数回議論を交わし,システムの改善に関わる知見の収集を行った.現時点では,まず授業の指導方針ともいえる指導案の「生徒観・指導観・教材観」に着目し,これを明示的に扱っていく形式に見直していくこととなった.先にも述べたが,平成24年度は,前年度で取り組んできた事柄を本格的に実施していくことであり,具体的にはシステムの改善やスケーラビリティを高めることにある.この点については概ね改善が行われており,実際に現職教員の方々に試用して戴いたり,ICTの利用に詳しい現職教員に試用してもらって使用感を伺うなどして,一定の評価を得ることができたと考えている.平成23年度の研究遂行範囲としては,「研究協力者を何人か集め,指導案オーサリングシステムを利用して指導案作成研修とディスカッションを実施し,教師教育に必要な知見や今後必要な観点の抽出を行う.」ということであるから,すでに研究目的(2)の(a)(b)および申請書の研究方法(1)(2)に従い,研究協力者として一定の教育歴をもつ現職教員数人に協力を依頼し,指導案のあり方やTeaPoTを今後利用する上での必要な事柄について複数回議論を交わし,システムの改善に関わる知見の収集を行っている.現時点では,まず授業の指導方針ともいえる指導案の「生徒観・指導観・教材観」に着目し,これを明示的に扱っていく形式に見直していくこととなった.この知見に基づいたTeaPoTの改良はすでに行われており,現職教員が扱いやすい指導案オーサリングシステムの実現へとつながっていることから,複数の現職教員が指導案作成に協力してくれれば(b)の実現へとつなげることができる.平成25年度は,これまでに行った研究をさらに展開していく予定である.具体的には,システムを現職教員の方々に利用して戴き,本システムを利用した指導案作成を通じて現職教員の方々に授業のスキル向上を促す流れを模索していきたいと考えている.この流れを他者の指導案とのやりとりを通じてさらに高めていけるように研究を進めていきたいと考えている.また,必要に応じてシステムの構築・改善も行っていく予定である.前年度の集団とは異なる集団(遠隔地が望ましい)を用意し,前年度の集団との対面的な討論やネットワークを利用したディスカッションおよび指導案の作成を実施し,前年度までの成果の洗練を目指す.
クロマチン構造解析による心筋分化の制御メカニズムの解明

クロマチン構造は染色体上の様々な位置で開閉することにより転写因子と協調し、遺伝子発現を調節し、発生・分化段階における細胞の状態を制御しているが、ヒト心筋分化過程において各々のクロマチン構造がどのような順番で変化していくかは知られていない。申請者は、ヒト心筋分化過程におけるクロマチン構造の変化に興味を持ち、100細胞程度の微量細胞数を用いたクロマチン構造解析法(改良版ATAC-seq)を開発している。本研究では、今までは細胞数が少なく解析が困難であった、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階におけるクロマチン構造解析(オープンクロマチン領域の同定)及びシングルセル発現解析を行い、心筋分化を促進させる新規転写因子を同定し、また、新規転写因子が心筋細胞のクロマチン構造をどう変化させうるのかを、少数細胞を用いたChIP-seq解析およびシングルセル発現解析を用いることによって明らかにすることを目的とした。申請者は、改良版ATAC-seqを用いて、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を1塩基レベルで同定した。タイムポイントとしては、シングルセル発現解析にて用いた分化前(Day0)、分化初期(Day5)、分化中期(Day9)、分化後期(Day30)を選択し、各サンプル間の比較、差分を行い、各時期に特異的なオープンクロマチン領域を同定することができた。また、シングルセル遺伝子発現解析を用いて、分化初期から中期(Day5→Day9)に心筋特異的遺伝子の発現の上昇がみられ、主成分分析においても大きな軌跡の変化を認めることを示した。分化特異的オープンクロマチン解析では新規転写因子の同定に成功した。今後これら転写因子の心筋分化における役割の解明を目指す。今年度申請者は、改良版ATAC-seqを用いて、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を1塩基レベルで同定した。本研究においては、心筋分化過程についてクロマチン構造の変化を明らかにし、分化促進にかかわる新規転写因子の同定を目指すことが目的である。申請者は準備として、心筋分化におけるシングルセル解析発現解析を行い、分化前、分化初期、中期、後期の段階で各々遺伝子発現が大きく異なることを見出している。そこで、心筋分化におけるオープンクロマチン領域の同定(クロマチン構造解析)として、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を改良版ATAC-seqを用いて同定することを試みた。申請者は、100細胞からでも施行可能な高品質なクロマチン構造解析系(改良版ATAC-seq)の立ち上げに成功した。この改良版ATAC-seqを用いて、タイムポイントとして、シングルセル発現解析にて用いた分化前(Day0)、分化初期(Day5)、分化中期(Day9)、分化後期(Day30)を選択し、各時期に特異的なオープンクロマチン領域を同定した。使用する細胞には分化マーカーであるMYH6のプロモータを用いたMYH6-GFPを組み込み、分化後期にはFACSソーティングによって分化した細胞のみを選別し、より高度な分化状態をもつ少数の細胞のクロマチン構造解析を試みた。本研究により、従来の実験系では成し得なかった微量細胞数での新規解析手法を用いることにより、心筋分化における高精度なクロマチン構造解析を行うことが可能であることを示された。

申請者は、改良版ATAC-seqを用いて、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を1塩基レベルで同定した。タイムポイントとしては、シングルセル発現解析にて用いた分化前(Day0)、分化初期(Day5)、分化中期(Day9)、分化後期(Day30)を選択し、各サンプル間の比較、差分を行い、各時期に特異的なオープンクロマチン領域を同定することができた。また、シングルセル遺伝子発現解析を用いて、分化初期から中期(Day5→Day9)に心筋特異的遺伝子の発現の上昇がみられ、主成分分析においても大きな軌跡の変化を認めることを示した。分化特異的オープンクロマチン解析では新規転写因子の同定に成功した。今後これら転写因子の心筋分化における役割の解明を目指す。今回同定したオープンクロマチン領域は転写因子が結合しやすい領域であり、転写因子結合モチーフを多く含んでいる。心筋分化特異的オープンクロマチンにおける転写因子モチーフを複数同定する。転写因子モチーフの中には、既知の心筋分化のマスターレギュレータである心臓特異的転写因子群が含まれると考えられる。転写因子モチーフのデータベースと照合することで、心筋分化における新規の転写因子モチーフを見出す。また、ヒト多能性幹細胞からの心筋分化におけるクロマチン構造解析により見出される転写因子、またシングルセル発現解析から見出された候補転写因子について、心筋細胞のクロマチン構造やヒストン状態をどのように変化させうるのかを少数細胞を用いたChIP-seq解析にて検討する。心筋分化における役割をみるため、分化途中の細胞において当該転写因子をサイレンシングまたは過剰発現させたサンプルに対してシングルセル発現解析を行い、通常分化と比べどのような発現変化が起きているかを同定する。具体的には、新規転写因子や、シングルセル解析で得られた候補転写因子について、心筋各分化段階におけるChIP-seqを行い、これら転写因子が心筋分化のどの時点でゲノム上のどの位置に結合するか同定し、オープンクロマチン領域あるいは既知のマスターレギュレータの結合部位とのオーバーラップを検証する。さらに、分化途中の心筋細胞に対して、新規転写因子の発現をターゲットとしたsiRNA /発現プラスミドを用い転写因子の発現を調節し、シングルセル発現解析を行う。通常分化時の細胞と分化度を比較する。通常分化においては、シングルセルの発現は主成分分析において分化状態の軌跡上に示されるが、新規転写因子の発現に摂動を与えた細胞において、これらの軌跡から逸脱するのか、あるいはより分化が進む方向に変化するのかを検討する。申請者は心筋分化におけるオープンクロマチン領域の同定(クロマチン構造解析)として、ヒト多能性幹細胞から心筋細胞への分化各段階における、オープンクロマチン領域を改良版ATAC-seqを用いて同定することを試みた。
大振幅動作電気光学変調による超広帯域(数十テラヘルツ)光側波帯生成とその応用

光パルスシンセサイザの原理による超高速波形合成に必要な数十テラヘルツにおよぶ超広帯域光を,電気的な制御をすることによって発生させることを目的として研究を行った.まず,より高効率の電気光学変調器の開発をめざして研究を進めた.マイクロ波の定在波モ-ドを利用した共振電極形電気光学位相変調器/偏向器を開発し,16GHzにおいて大振幅位相変調/光偏向を行うことに成功した.さらに変調器を改良し,マイクロ波の高次共振モ-ドを利用することによって,動作周波数において光波とマイクロ波の速度整合を達成することに成功した.これにより,バルク形の電気光学結晶を用いても,変調波と光波の相互作用長を十分に長くすることができるようになり,マイクロ波/ミリ波領域で動作し,かつ,レ-ザ共振器内にも挿入可能な,光学的に低損失な電気光学変調器が構成できることが明かとなった.実験においては,変調周波数16GHzで位相変調指数6.1π,0.7THZのサイバンド広がりを得ることに成功した.次に,Ti:サファイアレ-ザとの組み合せによる変調サイドバンドの拡大実験を行った.このため,新たに電気光学位相変調器を試作して用いた.複合共振器構成のTi:サファイアレ-ザの副共振器内に試作変調器を挿入し,主共振器の往復に同期した周波数で変調することにより,レ-ザの帯域を利用することによってサイドバンドの帯域を拡大した.この構成は,複合共振器レ-ザの位相変調によるモ-ド同期に相当する.実験の結果,レ-ザのモ-ド間に位相同期がかかり,出力波形は220MHzで繰り返すピコ秒光パルス列となることが確認できた.当初試作したマイクロ波変調器を用いて実験を行うには至らなかったため,スペクトル帯域は予想値には及ばなかったが,本方式によるフェムト秒波形合成の可能性を示すことができ,今後が期待される.光パルスシンセサイザの原理による超高速波形合成に必要な数十テラヘルツにおよぶ超広帯域光を,電気的な制御をすることによって発生させることを目的として研究を行った.まず,より高効率の電気光学変調器の開発をめざして研究を進めた.マイクロ波の定在波モ-ドを利用した共振電極形電気光学位相変調器/偏向器を開発し,16GHzにおいて大振幅位相変調/光偏向を行うことに成功した.さらに変調器を改良し,マイクロ波の高次共振モ-ドを利用することによって,動作周波数において光波とマイクロ波の速度整合を達成することに成功した.これにより,バルク形の電気光学結晶を用いても,変調波と光波の相互作用長を十分に長くすることができるようになり,マイクロ波/ミリ波領域で動作し,かつ,レ-ザ共振器内にも挿入可能な,光学的に低損失な電気光学変調器が構成できることが明かとなった.実験においては,変調周波数16GHzで位相変調指数6.1π,0.7THZのサイバンド広がりを得ることに成功した.次に,Ti:サファイアレ-ザとの組み合せによる変調サイドバンドの拡大実験を行った.このため,新たに電気光学位相変調器を試作して用いた.複合共振器構成のTi:サファイアレ-ザの副共振器内に試作変調器を挿入し,主共振器の往復に同期した周波数で変調することにより,レ-ザの帯域を利用することによってサイドバンドの帯域を拡大した.この構成は,複合共振器レ-ザの位相変調によるモ-ド同期に相当する.実験の結果,レ-ザのモ-ド間に位相同期がかかり,出力波形は220MHzで繰り返すピコ秒光パルス列となることが確認できた.当初試作したマイクロ波変調器を用いて実験を行うには至らなかったため,スペクトル帯域は予想値には及ばなかったが,本方式によるフェムト秒波形合成の可能性を示すことができ,今後が期待される.電気光学変調により数テラヘルツにおよぶ広帯域サイドバンドを生成すること,変調器レ-ザを組み合わせることによりサイドバンド帯域を数十テラヘルツに拡大することを目的として研究を行った.まず,1.マイクロ波の定在波形共振電極を電気光学結晶上に形成し,16GHzで動作可能な光変調器を試作した。2.変調用駆動電源としてマグネトロン(16GHz)を,光源としてアルゴンレ-ザを用いて,変調実験を行った.変調度の測定には回折格子分光器を用いた.その結果,16GHzにおける位相変調では世界最大の6.1πラジアンという大位相変調指数を得ることができた.この電気光学変調によるサイドバンドは40本以上,スペクトル帯域は約0.7THzであった.今回,サイドバンド帯域を拡大することを考え,変調周波数を16GHzと高く設定したが,変調器を試作を通じて,16GHzでは電気光学結晶上に構成したマイクロ波共振器の性質が10GHzまでとかなり異なることが判明した.実験結果は予定していた帯域にはおよばないが,今後,変調器の多段化により数テラヘルツまでサイドバンド帯域を拡大する予定である.3.大振幅変調器を広帯域のレ-ザと組み合わせてサイドバンドをさらに拡大することを考え,広帯域波長可変のTi:サファイアレ-ザと変調器の組み合せについて検討し,予備実験として半導体レ-ザを損失および位相変調素子として用いた強制モ-ド同期の実験を行った.複合共振器構成によるレ-ザ内部への変調光の帰還という形をとっており,モ-ド同期を確認することができた.今後,Ti:サファイアレ-ザと大振幅電気光学変調の組み合せについて検討してゆく予定である.

光パルスシンセサイザの原理による超高速波形合成に必要な数十テラヘルツにおよぶ超広帯域光を,電気的な制御をすることによって発生させることを目的として研究を行った.本年度は,まず,より高効率の電気光学変調器の開発をめざして研究を進めた.前年度に開発したマイクロ波共振電極形電気光学位相変調器/偏向器をさらに発展させ,マイクロ波の高次共振モ-ドを利用することによって,動作周波数において光波とマイクロ波の速度整合を達成することに成功した.これにより,バルク形の電気光学結晶を用いても,変調波と光波の相互作用長を十分に長くすることができるようになり,マイクロ波/ミリ波領域で動作し,かつ,レ-ザ共振器内にも挿入可能な,光学的に低損失な電気光学変調器が構成できることが明かとなった.次に,Ti:サファイアレ-ザとの組み合せによる変調サイドバンドの拡大実験を行った.このため,新たに電気光学位相変調器を試作して用いた.複合共振器構成のTi:サファイアレ-ザの副共振器内に試作変調器を挿入し,主共振器の往復に同期した周波数で変調することにより,レ-ザの帯域を利用することによってサイドバンドの帯域を拡大した.この構成は,複合共振器レ-ザの位相変調によるモ-ド同期に相当する.実験の結果,レ-ザのモ-ド間に位相同期がかかり,出力波形は220MHzで繰り返すピコ秒光パルス列となることが確認できた.ただし,パルス幅はピコ秒領域にあり,予想していたスペクトル帯域(数十テラヘルツ)を達成するには至らなかった.また,光共振器とレ-ザ利得を利用しているため,電気光学変調にくらべて安定度が低下することも認められた.これらの点の改善により,フェムト秒波形合成が可能になると予想される.
運動系個体発生における構造研究

「運動系個体発生における構造研究」という研究課題で研究を進めてきた。この運動系個体発生の問題は、人間は「動き」をどのように覚えるかと言う構造を明らかにするものである。科学的運動研究結果は、運動の仕組みを自然科学的に分析し明らかにしてきた。しかし、そのことと「動き」を覚えることとは別の次元ということが本研究で明らかになった。というのは、モノの仕組みを知ることで我々は運動を覚えているのではないという実例からである。幼児が運動を覚えるときに、その運動が合目的で、科学的法則性に合った運動であっても、その運動を覚えるときに、科学的知識はもっていない。「模倣」などは、さらにそのことを証明するであろう。つまり、科学的研究結果は、「人間一般」を作り出すことへ向かっており、そこで導き出された答えは、ロボット工学などで利用されよう。運動習得の問題は、「人間個人」の問題へ向かっているのであり、当然そこでの理論背景は、実存問題を扱う人間学となろう。人間学的研究立場から考察する運動の習得の仕方は、自己運動としての運動投企が前提となる。この投企によって、我々は運動を覚えるのである。この投企は当然、感覚運動性イマージュであり、投企は運動の「こつ」に向けられている。その「こつ」によって、運動技術は利用可能となるのである。運動は、感覚運動性イマージュ(運動投企)が、運動の「こつ」に向けられることによって、発生するのである。さらに、運動の一回性の原理の中で、「同じ運動」という我々の認識は、原形象の認識と同様である。繰り返し「同じ運動」ができたと学習者は認識し、指導者も同じ運動を繰り返していると認識するのは、学習者はおなじ「こつ」の反復したという認識であり、指導者は動きの原形象をそこに認識するのである。動きの原形象の根底にあるものは、スポーツ運動の場合、共通感覚的図式技術なのである。
高層湿原の環境形成と保全-サロベツ湿原を対象として-

北海道には、わが国の80%に達する湿原が存在し、自然の貴重な植物が繁茂し動物が生息している。第二次世界大戦後、農業や工業の生産の場そして居住の場として湿原は開発されて著しく減少するとともに、潅漑排水に起因する乾燥化、人為活動に伴う排水の流入等によって、湿原本来の植生や生態系に見られる自然環境が失われつつある。本研究では、湿原地下水の水位及び水質の形成機構さらに非泥炭性土壌の侵入過程を明らかにし、これら人間活動の湿原生態系に及ぼす影響を評価した。さらに、保全対策の一つとして湿原の水位上昇のための人工湿地溝ダムの建設し、その効果に検討を加えた。調査は平成12年度から13年度にサロベツ湿原を対象に、精力的に調査を行った。サロベツ湿原環境省特別実験区においてに、高層湿原の状態を維持するミズゴケ域と、すでに湿原の様相をなさない笹域において、植生はもちろん、水質・土壌質に大きな差のあることを明らかにした。ほぼ一年間に及ぶ湿地溝ダム実験によって、湛水によってミズゴケが生育できる水質に回復すること、また笹が完全に枯死したことを確認した。また湛水によって、高層湿原域の植生に回復することも明らかにした。今後、この湛水の手法を、広い地域に拡大させることが、湿原環境の復元と保全に効果のあることが明らかとなった。今後は、これらの広域的調査と水位と植生の理論的解析が必要である。【目的】(対象湿原)北海道の北部に位置するサロベツ湿原を中心に実施する。大規模な農地開発事業に伴い湿原の一部が農地に姿を変えて以来、ササが残された高層湿原へ侵入するなど自然の生態系に変化がみられるようになった。(平成12年度)湿原地下水の水位及び水質の形成機構さらに非泥炭性土壌の侵入過程を明らかにし、湿原の乾燥化や土壌の組成の変化等の人間活動の湿原生態系に及ぼす影響を評価する。(平成13年度)平成12年度の成果を基に、保全対策の一つである湿原の水位上昇のための降水貯留ダム、さらに湿原内で水位上昇のためので水位を高める人工湿地溝ダムの建設効果に検討を加える。この効果的な運用手法についても検討する。さらに降水貯留及び湿地溝ダムを含め効果的な湿原管理を行うため、湿原周辺流域の水管理について検討を加える。【実績】本年度は、現地を視察と調査を行うとともに(2000年5.6,7,10,11,12月)、サロベツ湿原の地下水質に関する過去の分析データを収集し、他の湿原域と比較して本湿原の特徴をササの進入という視点から整理した。また泥炭地下水の水質分析のために購入したICP発光分析装置は、設置業者の事故等によって設置に時間がかかったが動作を確認した。また平成13年度に使用する降水貯留ダムをサロベツ湿原に仮建設した。(2000年11、12月)来年4月から貯水が始まる予定である。【研究協力】環境庁西北海道地区国立公園・野生生物事務所、利尻礼文サロベツ国立公園管理官事務所、豊富町北海道には、わが国の80%に達する湿原が存在し、自然の貴重な植物が繁茂し動物が生息している。第二次世界大戦後、農業や工業の生産の場そして居住の場として湿原は開発されて著しく減少するとともに、灌漑排水に起因する乾燥化、人為活動に伴う排水の流入等によって、湿原本来の植生や生態系に見られる自然環境が失われつつある。

ほぼ一年間に及ぶ湿地溝ダム実験によって、湛水によってミズゴケが生育できる水質に回復すること、また笹が完全に枯死したことを確認した。また湛水によって、高層湿原域の植生に回復することも明らかにした。今後、この湛水の手法を、広い地域に拡大させることが、湿原環境の復元と保全に効果のあることが明らかとなった。今後は、これらの広域的調査と水位と植生の理論的解析が必要である。
ＬＨＣとＩＬＣにおける新しい物理の解明

SMでは、125 GeVのヒッグス質量は、10の10乗GeV付近でヒッグス・ポテンシャルが不安定になることを示唆する。プランク・スケールでヒッグス・ポテンシャルが消滅し古典的スケール不変性を満たすためには、SMの枠組みだけではうまくいかない。このことに注目し、スカラー型ダークマターや右巻きニュートリノのマヨラナ質量の大きさを予言したり、電弱相転移がボソノック・シーソー機構で実現される強結合模型を構築し、実験での予言を得た。また、ニュートリノの極微質量を説明する新しい模型やパリティの破れの起源を説明する新しい模型を構築し、実験での観測可能性を調査した。本研究の目的は、素粒子の標準模型の背後にある新しい物理(new physics)の探求を、模型構築や独創的な視点で行い、LHC・ILC実験でどの様に観測されるかを解析することである。この目的のための研究計画をたて研究を行い、今年度は主に以下の研究実績が得られた。1.一般に、超対称理論ではQCDでパリティが破れるが、実験で未観測である。そこで、メソンにおけるパリティの破れの実験的制限から、超対称性粒子の質量に対する制限を求めるのに成功した。また、LHC実験においてトップ対生成断面積のヘリシティ依存性を観測することで、ワープした余剰次元理論が検証できる可能性を示した。2.宇宙初期のバリオン生成の仕組みの有力な可能性として、レプトジェネシス機構がある。特に、レゾナント・レプトジェネシスと呼ばれる機構では、加速器実験での検証の可能性がある。しかしながら、この機構では、右巻きニュートリノの質量間に9桁ものチューニングを要してしまう。そこで、ニュートリノ・フィリック・ヒッグス・ダブレット模型の枠組みでレゾナント・レプトジェネシスを解析し、質量間のチューニングが4桁ですむことを示した。3.ニュートリノの質量や世代間混合の間に、量子補正に依存しない繰り込み群不変量があることを示し、加速器実験で到達不可能な高エネルギー領域における物理量を研究できる可能性を証明した。4.標準模型をゲージ結合定数の統一やダークマター等の問題を解決するミニマムな拡張をした模型を構築することに成功した。LHC実験においてヒッグスらしき粒子の発見があり、更に、その粒子の2つのγへの崩壊モードの確率が、標準理論の予言値から大きくずれているという報告があった。このことは、標準理論を超える物理の手がかりである可能性がある。そこで、まず、ヒッグス粒子が、超対称性理論における複合粒子で構成されている理論を構築し、この理論では、LHC実験における2つのγへの崩壊確率のズレが説明できることを示した。次に、ヒッグス粒子の新しい可能性として、ニュートリノ質量の小ささが、未発見のνヒッグス粒子の真空期待値の小ささに起因する、νヒッグス理論の構築をおこなった。更に、νヒッグス理論が、大統一理論に自然に拡張できることを示し、Bの物理とニュートリノ振動実験の関連性に対し新しい予言を与えた。また、パリティの破れの新しい研究に関して、超対称性理論では、超対称性粒子の質量差が起源で、(標準理論では絶対に破れないはずの)強い相互作用でもパリティが破れることを世界に先駆けて指摘し、LHC実験においてトップ対生成のヘリシティを測定することによって、超対称性粒子の質量差が起源のパリティの破れが観測できる可能性を示し、解析をおこなった。また、クォークとレプトンが大統一理論では統一されることをふまえて、クォークとレプトンの世代構造が高エネルギー・スケールでは統一される可能性に関して解析をおこなった。その結果、クォークとレプトンの世代構造が、WeakスケールやTeVスケールで異なる構造を持つのは、ニュートリノの質量が縮退して量子効果が大きく効くためである可能性を示した。更に、レプトン系の世代間混合角の和が、実験誤差の範囲内で90°であることに着目し、この角度の和が量子補正に対して安定である条件について解析をおこなった。本研究の目的は、素粒子の標準模型の背後にある新しい物理(new physics)の探求を、模型構築や独創的な見地から行い、LHC・ILC実験でどの様に観測されるかを解析することである。この目的に向かって研究を行った結果、今年度は主に以下の研究実績が得られた。1.標準模型では、126 GeVのヒッグス質量は、高エネルギー・スケールでヒッグスの自己相互作用がゼロ付近になることを示唆するが,電弱スケールからプランク・スケールまでヒッグス・ポテンシャルが上に凸の安定型で、かつ、プランク・スケールでヒッグス・ポテンシャルが消えるMPCP条件を満たすためには、標準模型の枠組みだけではうまくいかない。そこで,スカラー型ダークマターを導入し,かつ,ニュートリノの湯川相互作用と右巻きニュートリノのマヨラナ質量項を導入するとMPCP条件が実現でき,更に,この場合,ダークマター質量とマヨラナ質量の大きさが予言できることを示した。また,重力の効果の評価にも成功した。2.ニュートリノの世代混合における量子効果をトップやヒッグス粒子のデカップリング効果を取り入れて評価することに成功した。3.b -> s γ過程におけるγの偏光から新しい物理を探索する方法を考案し,実験での観測可能性を評価した。本研究プロジェクトの目的は、標準模型を超える新しい物理(BSM)の解明であり、従来おこなわれている手法とは新しいアプローチでBSMの探求をおこない、LHC・ILC実験でどの様に観測可能かを調査することであり、本年度は以下の成果を得た。

1.Higgs粒子の質量が約125GeVで発見されたことは、プランクスケール付近でヒッグス・ポテンシャルが消えることを示唆している。そのことと、ゲージ階層性問題を考慮すると、大統一理論のスケールもプランクスケールであることが自然だと思われる。そこで、3つのゲージ結合定数がプランクスケールで統一され、かつ、真空が安定に保たれ、ゲージ階層性問題が解決される模型を構築し、実験的制限を調査した。更に、標準模型のゲージ群を拡張して、新しいU(1)を導入し、プランクスケールでヒッグス・ポテンシャルが消えて、量子効果で電弱相転移が起こる模型について、真空構造や実験的制限を調査した。また、電弱相転移がボソノック・シーソー機構で実現される可能性について、量子効果で起きる模型と強結合のダイナミクスで起きる2つの模型を構築し、実験での制限を調査した。更に、強結合セクターのダイナミクスを経由して電弱相転移が起きる可能性について、模型を構築し、宇宙論的制限を調査した。2.インバース・シーソー機構が自然に実現される模型を考案した。そして、その場合、バリオン数生成機構として、レゾナント・レプトジェネシスが自然に機能することを示し、実験での観測可能性を調査した。当初の研究計画も順調に進み、更に、新しい研究プロジェクトも遂行できたため。ヒッグス粒子の質量が125GeVであったことは、ヒッグスポテンシャルがプランクスケール付近で消滅することを示唆し、標準模型を超える新しい物理の重要なヒントであると思われる。特に、標準模型の枠組みだと10の10乗付近でヒッグスポテンシャルが不安定になってしまう真空の安定性やナチュラルネス問題に関しての解析は重要である。また、プランクスケールで丁度ヒッグスポテンシャルが消滅し、電弱真空と縮退した真空が現われるmulpiple point principle (MPP)条件は量子重力理論につながる可能性があるので、ボトムアップ・アプローチで色々な可能性を調査することが重要である。そこで、本研究では、まず、標準模型にシングレットを導入してプランク・スケールでMPP条件が実現されることを示した。この様な最小限の拡張でMPP条件が実現できることは革新的である。また、インバース・シーソー機構やタイプ2シーソー機構における真空の安定性や実験での観測可能性について詳しく調査した。更に、新しいヒッグス粒子がstrong dynamicsによってcomposite stateになり、その結果、ボソニック・シーソー機構により電弱相転移が実現される機構を構築した。また、10の10乗のエネルギースケールでヒッグスポテンシャルが不安定になることは、このスケールに余剰次元が存在する証拠ではないかと考えて、模型に依らない陽子崩壊の解析をおこなった。当初の計画以上に新しい研究も完成できたため標準模型ではパリティの破れは初めから仮定として与えられたものであり、その起源は謎である。標準模型を超える物理として有力な、left-right symmetric (LR)模型は、パリティ対称性に基づき標準模型を拡張した理論であり、パリティの破れは高エネルギースケールで自発的に破れると思われる。LR模型ではSU(2)Rゲージ対称性のゲージボソンや標準模型以外の新しいヒッグス粒子が予言される。