hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
スピン・電荷・格子結合を有する金属ダイマー系の創製と磁場による軌道秩序形成

物質群の幅を広げて系統的に研究を進めるために、ダイマーをユニットとした以下の物質開発及び単結晶育成を行った。(1)電解合成により、ダイレクトチェイン構造を有する(架橋配位子の無い)物質系の開発(2)価数揺動制御のため二種類の二座配位子を用いた系の構築基礎光学定数を求めるため、単結晶を用いて、赤外から可視紫外域にいたる偏光顕微反射スペクトルを顕微用クライオスタットにより4.2Kまでの光学スペクトルの温度依存性を調べた。さらにNi_2(dta)_4lにおける磁場誘起相転移現象の解明すべく、研究者が併任する北陸先端科技大の磁場システム(12T,1.8-300K)を用いて、強磁場下における光磁気特性を調べ、スピンとの結合状態についての詳細な知見を得た。単結晶試料において、室温から極低温までの電気伝導度・ゼーベック係数・ホール効果・磁気抵抗・比熱等の実験を行ない、キャリヤーの種類・濃度、伝導電子の散乱機構等の輸送現象について明らかにした。遍歴磁性等の磁気的相互作用の発現が期待される系や磁場誘起効果が観られるNi_2(dta)_4lにおいては、ESR・SQUID・NMRの測定を行った。電荷秩序転移の際には電荷の偏りがダイマー内で生じることから、誘電率に異常が現れることが期待され、LCRメータを用いて磁場下の誘電率の温度依存性の測定を行った。
ヘリカル型プラズマ閉じ込めの理論的・実験的アプローチによる最適化

相手側の研究代表者であるプストヴィトフ博士は幸い学術振興会の招へい研究員として長期(平成7年2月-11月)に滞在した。トロイダルプラズマが高温高密度になりベータ値が上昇すると、フィルシュ・シュリューター電流(PS電流)と呼ばれる電流が流れるようになり、プラズマを主半径外側にシフトさせる。これによって、閉じ込め磁場配位が変形を受け、閉じ込め性能は概して劣化する。このため、平面磁気軸のヘリカル磁場配位の最適化の一環として、2重極磁場と4重極磁場を用いて、PS電流を低減することを理論的に研究した。シアの無い1=2ステラレータや中心で回転変換のない1=3トルサトロンでは、2重極磁場のみによって、真空磁気面を主半径内側にシフトさせると、PS電流を大幅に減少させることが出来る。また、シアのある1=2トルサトロン(CHS,LHD)では2重極磁場とともに4重極磁場も制御する必要があることが示された。内側シフトによるPS電流の減少は、内側シフトによって磁気面上の磁場の強さの変化が減少することによって定性的に説明できる。ヘリオトロンEのような高いアスペクト比の場合には、この効果は有効になる。実験的にもベータ値の上昇に伴うプラズマシフトが内側シフトの場合に少ないことが観測されている。しかし、CHSやLHDのような低アスペクト比の場合には、極端に内側にシフトさせなければ、効果は期待できなく現実的ではない。この場合にも、4重極磁場をプラズマが縦に長くなるように印加すると、PS電流が減少することが示された。CHSの実験において検証する予定である。プストヴィトフ博士の上司であるシャフラノフ博士が来日し、より一般的な見地からの最適化を紹介した。現在のヘリカル装置は平面磁気軸の装置が主流であるが、最適化のためには立体磁気軸の必要性が強調された。ヘリカル磁場は3次元であるが、何らかの対称性が存在すると磁場の強さは2つの変数によって記述でき、粒子軌道の磁気面からのズレを小さくすることが出来る。シャフラノフ博士の最適化は、現実の装置には必ずしも適さないが、対称性の追及はその後の当研究所における最適化の方向を決定付けた。ウクライナからクルプニク博士が来日し、CHSの重イオンビームプローブ(HIBP)によるプラズマポテンシャル計測実験に参加した。CHSでは2次側ビームラインに2次元の軌道制御電極を使用しているが、ロシアのT-10トカマクではトロイダル方向にのみ掃引する方式を取っている。CHS実験に参加して、制御方式の難易度、プラズマ光の影響等を詳しく調べた。比較の結果は、スペインのTJ-2ステラレーターのHIBP設計に反映されるが、軌道制御方式の優れている点を考慮すると、CHS方式がTJ-2の設計に採用されることになろう。ただし、制御電極の位置、形状などについてCHSにおける問題点を抽出し、今後共同で改良することになった。また、当研究所で開発中のLHD用HIBPは世界最大のエネルギーを持つことになり、ハリコフの研究グループも国際共同研究としてこれに参加したい意向を持っている。具体的な共同研究テーマを討論した。例えば、ハリコフでの研究が先行しているチャンネルプレート(MCP)検出器の開発などが最初の課題として考えられる。一般物理研究所のメシェリャコフ博士がCHS実験に参加した。ICRF実験結果についてCHSとL-2装置との比較を行った。ヘリカルプラズマにおけるICRFの実験結果に対する解釈は確立されているとは言い難く、L-2装置での電子加熱機構はCHSにおけるものとは異なっていた。今後の研究方針に対して活力を与える議論となった。松岡がクルチャトフ研究所を訪問し、シャフラノフ博士、プストヴィトフ博士と準トロイダル対称ステラレータについて議論した。この磁場配位は2次元であり、新しい最適化の方向を与えるものである。一般物理研究所では、今後の研究協力について議論を行った。松岡と岡村はハリコフのプラズマ物理研究所を訪問し、今後の研究協力について議論を行った。

この場合にも、4重極磁場をプラズマが縦に長くなるように印加すると、PS電流が減少することが示された。CHSの実験において検証する予定である。プストヴィトフ博士の上司であるシャフラノフ博士が来日し、より一般的な見地からの最適化を紹介した。現在のヘリカル装置は平面磁気軸の装置が主流であるが、最適化のためには立体磁気軸の必要性が強調された。ヘリカル磁場は3次元であるが、何らかの対称性が存在すると磁場の強さは2つの変数によって記述でき、粒子軌道の磁気面からのズレを小さくすることが出来る。シャフラノフ博士の最適化は、現実の装置には必ずしも適さないが、対称性の追及はその後の当研究所における最適化の方向を決定付けた。ウクライナからクルプニク博士が来日し、CHSの重イオンビームプローブ(HIBP)によるプラズマポテンシャル計測実験に参加した。CHSでは2次側ビームラインに2次元の軌道制御電極を使用しているが、ロシアのT-10トカマクではトロイダル方向にのみ掃引する方式を取っている。CHS実験に参加して、制御方式の難易度、プラズマ光の影響等を詳しく調べた。比較の結果は、スペインのTJ-2ステラレーターのHIBP設計に反映されるが、軌道制御方式の優れている点を考慮すると、CHS方式がTJ-2の設計に採用されることになろう。ただし、制御電極の位置、形状などについてCHSにおける問題点を抽出し、今後共同で改良することになった。また、当研究所で開発中のLHD用HIBPは世界最大のエネルギーを持つことになり、ハリコフの研究グループも国際共同研究としてこれに参加したい意向を持っている。具体的な共同研究テーマを討論した。例えば、ハリコフでの研究が先行しているチャンネルプレート(MCP)検出器の開発などが最初の課題として考えられる。一般物理研究所のメシェリャコフ博士がCHS実験に参加した。ICRF実験結果についてCHSとL-2装置との比較を行った。ヘリカルプラズマにおけるICRFの実験結果に対する解釈は確立されているとは言い難く、L-2装置での電子加熱機構はCHSにおけるものとは異なっていた。今後の研究方針に対して活力を与える議論となった。松岡がクルチャトフ研究所を訪問し、シャフラノフ博士、プストヴィトフ博士と準トロイダル対称ステラレータについて議論した。この磁場配位は2次元であり、新しい最適化の方向を与えるものである。一般物理研究所では、今後の研究協力について議論を行った。松岡と岡村はハリコフのプラズマ物理研究所を訪問し、今後の研究協力について議論を行った。
ヨーロッパにおける「地域研究」の研究体制等の調査研究

地域研究の現状について、ドイツ、イギリス、オランダの各国において調査をおこなった。ドイツ、イギリスの調査は佐々木高明、田辺繁治が担当し、オランダの調査は松原正毅、飯澤隆夫が担当した。1ドイツにおける地域研究センターの現状ドイツにおいては、ハンブルグのハンブルグ大学オリエント学学部(Fachbereich Orientalistik,Universitat Hanburg),アジア問題研究所(Institute of Asian Affairs),ベルリンのフンボルト大学アジア・アフリカ学部(Fachbereich Asien und Afrikan-wissenschaft,Humboldt-Universitatzu Berlin),プロシア文化財団イベロアメリカ研究所(Ibero-Amerikanishes Institut Preussischer Kulturbesitz)を訪問し、それぞれの組織の状況、活動内容について聞きとり調査をおこなった。ハンブルグ大学オリエント学学部のなかには、インド・チベット文化歴史研究所、中国言語文化ゼミナール、近東歴史文化ゼミナール、アフリカ言語文化ゼミナール、インドネシア南洋言語ゼミナールがふくまれている。フンボルト大学アジア・アフリカ学部には、アフリカ、中東、中央アジア、南アジア、東南アジア、中国、日本、韓国などの10学科がある。フンボルト大学はドイツ統一後の大学再編成の渦中にあり、10学科の講座の半分が充足されたところである。この両大学における地域研究は、教育を主目的に構成されたものといえる。アジア問題研究所の研究員は35人、南アジア、東南アジア、東アジアなどの現代的な問題についての研究と出版活動をおこなっている。1956年に開設され、蔵書約4万冊。プロシア文化財団イベロアメリカ研究所は、1930年創立された。蔵書約70万冊を保有し、ドイツにおけるラテンアメリカ研究の中央図書館としての機能をもっている。そのため、少数の学術司書をふくめ約80名の図書館スタッフがいる。これに対して研究部門のスタッフは5名と少数である。このふたつの組織は、いずれも研究蓄積より情報サービスに重心をおいた地域研究所といえる。2イギリスにおける地域研究センターの現状イギリスにおいては、ケンブリッジ大学アフリカ研究センター(African Studies Center,University of Cambridge),オックスフォード大学中東・アジア研究センター(Middle East and Asian Studies Center,University of Oxford),ロンドン大学東洋アフリカ学院地域研究センター(Centers of Area Studies,School of Oriental and African Studies,University of London)を訪問し、現状調査をおこなった。ロンドン大学東洋アフリカ学院地域研究センターには、アフリカ研究センター、中近東研究センター、南アジア研究センター、東南アジア研究センター、コリア研究センター、日本研究センター、現代中国研究所がふくまれる。各大学に付置されたこれらの地域研究センターは、学部・大学院教育の連絡センターとしての機能の比重がおおきい。最近では、各地域に対する学術的な研究を組織し、ひろい視野から地域研究を推進してゆこうとする傾向があらわれてきている。研究対象地域としては、アフリカ、中近東、南アジアの比重が低下し、東ヨーロッパ、旧ソ連、東アジアへの関心が増大しつつある。3オランダにおける地域研究センターの現状オランダにおいては、ライデン大学非西洋研究センター(Centre Of Non-Western Studies,Leiden University),国際アジア研究所(International Institute for Asian Studies)をおとずれ、現状調査をおこなった。ライデン大学非西洋研究センターは1988年に創設された。これは、極東、東南アジア、南アジア、中東、アフリカなどの諸地域を研究対象とする学科や研究センターの連合体で、学部・大学院教育に密接な関係をもつとともに各種の国際的シンポジウムの組織をおこなっている。国際アジア研究所は、1993年1月に創設された新組織で、インダス河以東の地域を研究対象とする。これは、ライデン大学、アムステルダム大学、アムステルダム自由大学、王立オランダ芸術科学アカデミーの四者によって運営される組織で、博士号取得後の若手研究者の研究プロジェクトを育成することを主要な機能のひとつとしている。現在のところ、これら三国において世界を対象とした総合的地域研究所は存在しない。

このふたつの組織は、いずれも研究蓄積より情報サービスに重心をおいた地域研究所といえる。2イギリスにおける地域研究センターの現状イギリスにおいては、ケンブリッジ大学アフリカ研究センター(African Studies Center,University of Cambridge),オックスフォード大学中東・アジア研究センター(Middle East and Asian Studies Center,University of Oxford),ロンドン大学東洋アフリカ学院地域研究センター(Centers of Area Studies,School of Oriental and African Studies,University of London)を訪問し、現状調査をおこなった。ロンドン大学東洋アフリカ学院地域研究センターには、アフリカ研究センター、中近東研究センター、南アジア研究センター、東南アジア研究センター、コリア研究センター、日本研究センター、現代中国研究所がふくまれる。各大学に付置されたこれらの地域研究センターは、学部・大学院教育の連絡センターとしての機能の比重がおおきい。最近では、各地域に対する学術的な研究を組織し、ひろい視野から地域研究を推進してゆこうとする傾向があらわれてきている。研究対象地域としては、アフリカ、中近東、南アジアの比重が低下し、東ヨーロッパ、旧ソ連、東アジアへの関心が増大しつつある。3オランダにおける地域研究センターの現状オランダにおいては、ライデン大学非西洋研究センター(Centre Of Non-Western Studies,Leiden University),国際アジア研究所(International Institute for Asian Studies)をおとずれ、現状調査をおこなった。ライデン大学非西洋研究センターは1988年に創設された。
DNA損傷部位で停止した転写装置が及ぼす複製フォークの進行阻害とその回復機構

本研究の目的は、DNA損傷により停止した転写装置がDNA複製フォークの進行にどのような影響を与えるのかを分子レベルで解明し、転写装置により進行が阻害されたDNA複製がどのようにして回復するのかを明らかにすることである。本研究では、バルキーアダクトDNA損傷としてベンツピレン付加体を用い、leading鎖およびlagging鎖に導入した鋳型DNAを調製することとしていた。昨年度の研究により、特定の部位にベンツピレン付加体を導入した鋳型DNAを用いた複製フォークの進行の阻害および回復の過程の詳細を明らかにした。しかし、in vitro oriCプラスミドDNA複製系での複製産物を詳細に検討した結果、複製を開始した分子の大部分が特定の長さまで伸長反応を進めた後で停止していることが明らかとなった。その後の解析から、これは複製フォークの進行に伴う正の超らせんの蓄積が原因であることが判明し、DNAジャイレースがそれ以降の複製フォークの進行に重要な働きを持つことが明らかとなった。鋳型の超らせん状態はRNAポリメラーゼのプロモーター結合や転写反応の進行にも大きな影響を及ぼすことが考えられる。そこで、本年度では、DNAジャイレースを含まない反応系で複製装置と鋳型DNAの複合体を形成させた後に、その複合体を分離する実験系の開発を試みた。タグを付加したTusタンパク質を用いて、ter配列を含むoriCプラスミドをアフィニティビーズで分離する実験系を構築し、分離された複製中間体複合体がDNAジャイレースを再添加することにより、複製フォークの進行が再開することを確認した。今後は、この系を用いて、DNA損傷を持つ鋳型DNA上での複製フォークのダイナミクスについて詳細な解析を行う。26年度が最終年度であるため、記入しない。そのために、申請者らが開発したin vitro oriCプラスミドDNA複製系での複製フォークの進行をモニターする実験系を基盤として、特定の部位にDNA損傷を導入した鋳型DNAを用いることにより損傷部位で停止した大腸菌RNAポリメラーゼによる複製フォークの進行阻害の状況を詳細に解析することを計画している。本年度は、in vitro oriCプラスミドDNA複製系に用いる特定の部位にベンツピレン付加体を導入した鋳型DNAの新規の調製法の確立と、それにより得られた鋳型DNAを用いた複製フォークの進行の阻害および回復の過程の解析を中心に研究を進め、これまでの成果を論文にまとめて学術誌に投稿した。しかし、ベンツピレン付加体の化学合成の収量が低いことと、それを含む鋳型DNAの調製の収量も低いために、多数回の実験を行うことが困難であることが判明し、損傷鋳型DNAの作成について別の種類の損傷を用いることが必要となった。また、in vitro oriCプラスミドDNA複製系での複製産物を詳細に検討した結果、複製を開始した分子の大部分が特定の長さまで伸長反応を進めた後で停止していることが明らかとなった。試験管内DNA複製系での研究を進めるために必要な多数の複製タンパク質の精製は順調に進んでいることと、副生産物をサザンブロッティングにより詳細に解析する実験手法の開発に成功している。

損傷鋳型DNAの調製については、本年度の研究で大きな問題点に直面したために、今後は新たなタイプのDNA損傷を用いた調製法を開発する必要が出てきた。RNAポリメラーゼがDNA複製フォークの進行に及ぼす影響の研究は世界で初めての取り組みであるので、かなりの困難があることは想定内であるので、少し回り道をしても当初の研究目的を達成したいと考えている。これまでの研究より、oriCプラスミドDNAの試験管内複製においては、複製の進行に伴い鋳型環状DNAの超らせん状態が変化し、DNAジャイレースによる負の超らせんの導入が複製フォークの進行に大きな影響を及ぼすことが強く示唆される結果を得た。鋳型の超らせん状態はRNAポリメラーゼのプロモーター結合や転写反応の進行にも大きな影響を及ぼすことが考えられる。そこで、今後は、DNAジャイレースを含まない反応系で複製装置と鋳型DNAの複合体を形成させた後に、その複合体を分離する実験系の開発を試みる。タグを付加したTusタンパク質を用いて、ter配列を含むoriCプラスミドをアフィニティビーズで分離する計画である。この分離された複製中間体複合体を用いて、RNAポリメラーゼの転写開始頻度および複製と転写の相互作用を早急に解析する。同時に、損傷を含む鋳型DNAを用いた解析も進める。
視覚刺激による脳可塑的変化を誘発するリハビリテーション戦略の開発

運動錯覚を伴う視覚刺激を用いた運動トレーニングは、大脳皮質、特に一次運動野の可塑的変化を誘発することで運動機能の改善が得られるというメカニズムが明らかとなった。特に、単なる視覚刺激ではなく、錯覚を伴うことが重要であることも確かめられた。また健常人だけではなく、運動麻痺を有する脳卒中患者においても同様のメカニズムが働いており、新たなリハビリテーション介入として今後の臨床応用が期待される。運動錯覚を伴う視覚入力が大脳皮質の一次運動野に可塑的な変化を誘発する神経生理学的メカニズムを検討するため、最適な視覚刺激条件の検討を健常人を対象として実施した。我々は先行研究で、運動錯覚の程度が強く誘発されるほど一次運動野の興奮性が増大する可能性を報告している。そこで今年度は様々な視覚提示条件による一次運動野の視覚刺激中の興奮性変化を経頭蓋磁気刺激を用いて検討した。その結果、実際の手と同等の大きさで視覚提示する刺激条件において有意な可塑的変化が見られた。また刺激呈示方向を反転させる、運動イメージをさせる方法と比べても、正位での視覚入力による一次運動野の興奮性は有意に高いことが示された。更に、連発刺激を用いて皮質内の興奮性および抑制性の機能を調べることができる刺激方法を用いて、視覚刺激介入中の脳内での変化を検討した。その結果、皮質内促通機構でのみ運動錯覚が発生している正位での視覚入力で有意な興奮性増大を認めた。皮質内の制御機構は一次運動野の興奮性を調整する重要な機構であることが示されており、視覚入力により変化がもたらされたことは、重要な所見である可能性がある。一方、運動機能に関しては、69名の健常成人を対象として、視覚入力条件の違いによる運動学習効果を検討した。その結果、一次運動野の興奮性変化の結果と同様、正位での視覚刺激入力が最も運動学習効果が高いことが示された。これらのことは、健常人における運動学習方法としては、自身の手のサイズと同じ大きさでの運動錯覚が強く出現する視覚入力を与えることで、皮質内興奮性機構が活性化され、大脳皮質の興奮性が増大することで、運動学習が促進された可能性が示唆された。今年度は、運動錯覚単独の効果を検討するため、運動を伴わない視覚刺激による運動学習効果の検討を実施した。これは視覚刺激による運動への影響に関する、より基礎的なデータの収集を目指した実験であり、最適な視覚刺激条件の選定には必須の実験であると考えている。その結果、運動錯覚を有する刺激において、一次運動野の興奮性は有意に向上していた。またその際に、大脳皮質内の興奮性回路の活性化が関与しているということを新たに発見した。一方、課題特異的な学習効果も示され、運動錯覚が誘発されてもそれだけでは新たな運動の学習は困難であることも明らかとなった。現在、視覚刺激を調整することで、視覚野領域からどのような経路を経由して運動野の活性化が発現してるのかを検討する実験を進めているところである。更に、今回実験により運動観察が一次運動野の興奮性を促通することで、運動学習を促すことが明らかとなった。このメカニズムをより臨床に活かせるようなアプローチについても現在予備検討を行っている。運動錯覚を伴う視覚刺激による運動機能の改善については、その生理学的なメカニズムだけではなく、その適応についても不明な点が多くあった。特に、古くから報告されている両手間の学習転移の関与について十分に検討する必要があった。そこで、視覚刺激を誘発するために対側肢の運動が必要であるミラーセラピーだけではなく、運動錯覚を伴う視覚刺激単独入力の際の大脳皮質一次運動野の興奮性変化と、運動機能改善の関係について詳細に検討した。そして、皮質レベルにおける可塑的変化が、運動を伴わない視覚刺激入力を用いた介入で誘発されることを明らかにした。また臨床への介入については、現在進行形ではあるが、脳卒中片麻痺患者で回復期病棟へ入院された患者に対する効果について、系統的に検討している。更に、代表的な進行性の神経疾患であるパーキンソン病患者においても、上肢機能低下が日常生活動作を制限してくることが報告されており、現在経頭蓋直流電気刺激(tDCS)とミラーセラピーを組み合わせた介入の効果を検討している。パーキンソン病患者に対する介入の効果としては、健常高齢者と同程度の効果が組み合わせ介入によってみられている。このパーキンソン病患者に対するtDCSとミラーセラピーの組み合わせは、大脳皮質の興奮性を外的に向上させることで運動機能の改善を誘発できる可能性を示唆しており、今後臨床応用が進んでいく可能性を示している。またパーキンソン病患者に対する介入では、姿勢などへの効果も併せて検討している。運動錯覚を視覚刺激単独の効果に関して、大脳皮質内の興奮性回路の関与が明らかとなり、そのメカニズムの一端を確かめることができた。また現在、視覚入力後に運動野が活性化される生理学的機序に関する研究を進めると共に、臨床的なデータの収集が少しずつ進んできている。臨床的データの収集のために、26年度に小型のフォースプレートを購入した。

本機器を臨床フィールドに持って行き、リハビリテーションやスポーツの現場における行動データの収集も積極的に行っていく。運動錯覚を効率的に誘発できる視覚刺激条件を検討を実施した結果、我々が先行研究で用いた方法が最も効果的である可能性が示された。またその際の大脳皮質内興奮性メカニズムに関する機序が少し明らかになってきているものと考える。英文校閲費用が為替により変動したための差額。本年度より更に詳細な条件設定を行い、視覚刺激による大脳皮質の興奮性変化機構のメカニズムを検討していくとともに、臨床応用に向けた準備をはじめていく。物品購入などに利用するほぼ計画通りであったが、被験者への謝金支払が少なかったため、次年度使用学が生じたものと考える。被験者への謝金、学会への渡航費に使用する。
高機能触媒による環状エーテル類の反応制御と合成への応用

オキシランとイソシアナートやカーボジイミドなどのヘテロクムレンとのシクロ付加反応は医農薬品,樹脂の改質剤,合成中間体などとして重要な複素環化合物の簡便な合成法として古くから研究の対象となっており,数々の触媒が開発されているが低収率,過酷な反応条件,副反応などの点で満足できるものではない.本研究では,これらの欠点を克服できる触媒の開発を最大の目的として検討した結果,以下のような成果をあげることができた.(1)有機スズハライドとルイス塩基とにより形成される錯体がこの反応を大きく促進し,室温付近で付加は瞬時に完結される.ハロゲンとしてはヨウ素が最もよく,特に有効な錯体は, R_3SnI-ホスフィンオキシド, R_2SnI_2-ホスフィン(R=Me, Bu, Ph)である.(2)これらの錯体は,混合するだけで簡単に調整でき,しかもほとんど中性に近いものであり,不安定な官能基を有するオキシランにも適用可能である.(3)ヨウ化スチボニウムに代表されるオニウム塩との錯体は,従来非常に活性の低かった2,3-二置換オキシランとの反応でも高収率で対応する環化付加物を生成する触媒能を持つ.(4)一置換オキシランとの反応では,オキシラン環の立体障害の少ない炭素側で開裂した3,5-二置換生成物(β-開裂シクロ付加体)を選択的に与える.(5)これらの有機スズ錯体の触媒活性はその構造と密接に関係している.たとえば,オクタヘドラル構造のものには活性がなく, 5配位構造のものが高活性であった.(6)Ph_4SbIは,スズ錯体とはまったく対照的であり, 3,4-二置換環状生成物を選択的に生成する.この反応に対する従来のの試みは,失敗に終わっており,この触媒によりはじめて可能となったものである.オキシランとイソシアナートやカーボジイミドなどのヘテロクムレンとのシクロ付加反応は医農薬品,樹脂の改質剤,合成中間体などとして重要な複素環化合物の簡便な合成法として古くから研究の対象となっており,数々の触媒が開発されているが低収率,過酷な反応条件,副反応などの点で満足できるものではない.本研究では,これらの欠点を克服できる触媒の開発を最大の目的として検討した結果,以下のような成果をあげることができた.(1)有機スズハライドとルイス塩基とにより形成される錯体がこの反応を大きく促進し,室温付近で付加は瞬時に完結される.ハロゲンとしてはヨウ素が最もよく,特に有効な錯体は, R_3SnI-ホスフィンオキシド, R_2SnI_2-ホスフィン(R=Me, Bu, Ph)である.(2)これらの錯体は,混合するだけで簡単に調整でき,しかもほとんど中性に近いものであり,不安定な官能基を有するオキシランにも適用可能である.(3)ヨウ化スチボニウムに代表されるオニウム塩との錯体は,従来非常に活性の低かった2,3-二置換オキシランとの反応でも高収率で対応する環化付加物を生成する触媒能を持つ.(4)一置換オキシランとの反応では,オキシラン環の立体障害の少ない炭素側で開裂した3,5-二置換生成物(β-開裂シクロ付加体)を選択的に与える.(5)これらの有機スズ錯体の触媒活性はその構造と密接に関係している.たとえば,オクタヘドラル構造のものには活性がなく, 5配位構造のものが高活性であった.(6)Ph_4SbIは,スズ錯体とはまったく対照的であり, 3,4-二置換環状生成物を選択的に生成する.この反応に対する従来のの試みは,失敗に終わっており,この触媒によりはじめて可能となったものである.初年度にあたる今年は、主として典型金属錯体触媒の研究面で成果が認められた。すなわち、(1)従来不可能であったオキセタンとイソシアナートとのシクロ付加が温和な条件で進行したこと、および(2)オキシランとイソシアナートとの反応において、今までの触媒では認められなかった立体的に困難な付加物を選択的、高収率に得る系を見いだすに至ったことが主な結果である、以下にそれらの概要を示す。1.オキセタンとイソシアナートとのシクロ付加反応【Bu_2】Sn【I_2】とホスフィンオキシドとの錯体が、この反応に対して特異な促進効果を示し、40°Cという温和な条件で6員環生成物であるオキサジノンを高収率で与えた。この系の利点は、触媒が中性であるために、従来本反応の障害と思われていたイソシアナートの3量化を全く引き起こさない点にあり、この錯体は新しい中性高活性触媒として展開することが期待される。【Bu_3】SnIや【Bu_2】Sn【I_2】-ホスフィン系の活性は極端に低下することから、錯体の組み合わせが重要な因子となることは明らかであり、今後、より詳細な検討を必要としよう。2.オキシランとイソシアナートとの異常なシクロ付加反応従来、150200°Cの温度を必要とした反応を【Ph_4】SbIを触媒とすることにより、室温でほぼ定量的に進行させることに成功した。さらに、モノ置換オキシランとの付加反応では、従来はβ-開裂による3,5-ジ置換オキサゾリドンのみが得られていたのとは全く対照的に、熱力学的にも不利であるはずの、3,4-ジ置換オキサゾリドンがほぼ選択的に生成することが判明した。

このように、この触媒は、活性、選択性の両面において新規なものであり、オキシランのシクロ付加の方向を広範囲に変え得る可能性があり、今後その適用範囲に関し検討する予定である。今年度は、初年度に得られた結果をもとに、イソシアナート以外のヘテロクムレンとオキシランとのシクロ付加反応も高収率で進行し、様々な環状化合物が得られること、および高活性な触媒を検索した結果従来困難であった内部オキシランも容易にシクロ付加することを見いだした。以下にこれらの概要を示す。1.種々のヘテロクムレンとオキシランのシクロ付加反応【Bu_3】SnI、【Bu_2】Sn【I_2】などとホスフィンやホスフィンオキシドとの錯体触媒が広い範囲の反応に対し高い効果を示し、イソシアナート,カルボジイミド,ケテン,イソチオシアナートなどのヘテロクムレンとほとんどの代表的な一置換オキシランとのシクロ付加物が温和条件下、高い収率で得られた。すべての反応は40°Cで数時間以内に完結し、副生成物も認められないことから、従来、生成物の転位などがおこりやすく選択率,収率ともに満足できなかったこれらの反応全般が大きく改良される可能性が見いだされた。2.内部オキシランとイソシアナートとのシクロ付加反応初年度に見いだした【Ph_4】SbI触媒による一置換オキシランの置換基側結合の選択的開裂反応の結果をもとに、内部オキシランへの適用を試みたが、【Ph_4】SbI単独では十分な活性が認められなかった。しかしながら、アンチモンと等モルの【Bu_3】SnIを添加することにより触媒活性は大きく向上し、シクロヘキセンオキシド,シクロペンテンオキシド,スチルベンオキシドのような活性の低いオキシランとイソシアナートとのシクロ付加反応が80°C以下の温度で可能となった。なお、昨年度その端緒を見いだした【Ph_4】SbI触媒による特異な位置選択性反応については現在研究途中にあり、今後の課題となっている。
アナロギアの哲学--アリストテレスを中心として

本年度は前年度に引き続き、アナロギア(アナロジー・類比)概念をキーワードに、アリストテレス哲学における解釈上の諸問題の解決、古代・中世哲学史の連続的把握、応用倫理学上の諸問題への新たな視点の提供を目指す、といった長期的展望のもとに研究を進めた。それにより、主に次の研究成果を生み出した。1.前年度からの継続課題として、アリストテレス『形而上学』Θ巻における二つのデュナミス(能力と可能態)の内実と関係、およびΘ6におけるアナロギアの意義を探った。両デュナミスの差異は排他的でなくパースペクティブ上のものであるがΘ3で両者の連続性が見出されること、Θ巻前半で提示される<能力:運動>というデュナミス:エネルゲイア図式は、Θ6でアナロギア(<現実態:可能態>関係の類比的説明)を展開する上で方法論的意義を有すること、などを示した。なお本研究については、日本哲学会編『哲学』へ論文を投稿の結果、審査を通過し掲載が決定した(論文題目:「アリストテレス『形而上学』Θ巻におけるアナロギアと二つのデュナミヌ」、本年3月公刊)。2.類比概念を、論証的知識から一歩距離を置きつつも単なる話術や修辞にも留まらない独特な知の様式として捉え評価し応用倫理学上の諸問題にアプローチする、という作業の一環として、インフォームド・コンセント(IC)に関し独自の観点からの考察を行った。そこではICについて、「医師の開示内容についての患者の有効な理解を如何に導得るか」という観点から検討し、それを実現する説明様式の一つとして、「アナロジーによる説明」を提示した。これは、高度に専門化された事象について患者の理解を促す策との一つとして有効である。本研究は、昨年11月に日本生命倫理学会大会において発表された(題目:「インフォームド・コンセントにおける<情報開示>と<理解>の関わりをめぐって--アナロジーの可能性」)。アリストテレスにおける「アナロギア(類比)」概念をキーワードに、アリストテレス哲学における解釈上の諸問題の解決、古代・中世哲学史の連続的把握、応用倫理学上の諸問題への新たな視点の提供を目指すという長期的視野のもと研究を進め、本年度は主に以下の研究成果を生み出した。1.エネルゲイアとキーネーシス(運動)を区別した『形而上学』Θ巻第6章1048b18-35について、Θ6の文脈内での位置付けとテキストの信頼性についての検討を含む分析を行った。この箇所に見られる価値論的教説はΘ巻の一連の文脈の中ではやや違和感を与えること、そしてこの箇所の主張自体はアリストテレスに帰し得るが、後代の挿入かもしくは補足的議論と考えられることを指摘したこの論文は『愛知』(神戸大学哲学懇話会編)に掲載される。2.アリストテレス『形而上学』Θ巻における二つのデュナミス(能力と可能態)の内実と関係、およびΘ6におけるアナロギアの意義を探った。両デュナミスは種類を異にするというよりむしろその差異はパースペクティブ上のものであることを示した。またΘ6のアナロギア(<現実態:可能態>関係の類比的説明)には、<運動:能力>から<形相:質料>へ向かう方向性が見られ、Θ巻前半の<運動:能力>図式の提示はアナロギアの起点として方法論的意義を有することを指摘した。なおこの2については現在も更に検討を重ねている。3.現在研究途上であるが、古代と中世特にアリストテレスとトマスのアナロギア概念についてそれぞれの様式と異同を整理・検討した。アリストテレスのアナロギアについては、比例に留まらず類推的側面が多分に見られるなど特徴的な様式を有することを示した。またトマスの「存在の類比」の源泉について、アリストテレスにおける帰一性の議論や新プラトン主義の分有思想に留まらない要素の存在を見出しつつある。

これは、高度に専門化された事象について患者の理解を促す策との一つとして有効である。本研究は、昨年11月に日本生命倫理学会大会において発表された(題目:「インフォームド・コンセントにおける<情報開示>と<理解>の関わりをめぐって--アナロジーの可能性」)。
スポーツ・ツーリズムの地域的展開に関する実証的研究

3年目にあたる平成30年度は、H地区の生活課題調査とスポーツツーリズム開発の影響調査、現地におけるプログラム開発を行う計画であった。H地区の生活課題とスポーツツーリズム開発の影響調査については、前年度から継続的に実施した。当初、H地区を対象としていたが、アウトドア・スポーツを実施する可能性が南会津町全域に広がっていたため、調査範囲を広げて実施した。また現地におけるプログラム開発のための調査も継続的に実施した。それに基づいてプログラムを開発し、その試験的実施をアウトドア・メーカーの社員研修の受け入れという形で計画した。しかし、最終的な日程調整がつかず、実施までには至らなかった。むしろ、平成30年度は、南会津町を基盤にしたスポーツ・ツーリズムの実施組織の整備に重点をおいた研究活動であったといえる。実施主体として平成29年度末に一般社団法人を設立し、現地で林業を営むとともにアウトドア・スポーツの専門家でもある2名と協力関係を構築し、補助金の導入とプログラムの試験的実施を可能にするところまでアクションリサーチを進めることができた。また協力者2名は現地のアウトドアプログラムの実施可能性についての調査および情報提供を依頼してきた。またそのうち1人には、林業とアウトドアスポーツ観光業を両立するための、小規模林業のあり方について、北海道の実践者の調査に従事してもらった。ただし、3年目の計画としてあげていた報告書の作成については取り組むことができなかった。研究実績の概要にも述べた通り、平成30年に予定していた対象地域の生活課題とスポーツツーリズム開発の影響調査についてはおおむね計画通りに実施した。また、新たに開発したプログラムの試験的実施には至らなかったのは、現地のアウトドア専門家と参加対象であったアウトドア・メーカーとの日程調整がうまくいかなかったためである。しかし、アウトドア・スポーツ観光のプログラムを実施する主体として一般社団法人を設立し、現地のアウトドア・スポーツ専門家2名との協力関係を構築することができたことは、今後の事業展開に関する研究が継続的に進展する可能性を開いた。特に、現地居住者ならではの地元の個人、団体、組織との関係づくりや情報提供、そして現地のアウトドア・スポーツの実施可能性についての実地調査、さらにそれらを組み合わせてプログラム化することが可能となった。3年目に計画していた報告書作成は、研究代表者および研究分担者が編者として研究書出版に携わっていたため、十分な時間が取れなかったためであり、令和元年度に延長して作成することとする。当初3年間での研究計画であったが、3年目に計画していた報告書の作成にまで至らなかった。そのため令和元年度まで研究を延長する。これまでのアクションリサーチの成果をまとめ、南会津全域の生活課題調査とスポーツツーリズム開発の可能性を示したい。そして現地協力者を支援しつつ、南会津の特色を生かしたアウトドア・スポーツによる観光プログラムの試験的実践を行っていきたい。その参加者としては北海道教育大学岩見沢校のアウトドアライフコースの学生を計画している。授業の一環としてプログラムに参加し、その評価に協力させるとともに、自分たちも我が国の山村が直面している課題を理解し、その解決に貢献しうるアウトドアのあり方を考察させる。この試験的実施には調査地である南会津町を通じて、福島県の「大学生の力を活用した集落復興支援事業」に応募する予定である。さらに協力者には、アウトドア観光と林業を両立させる生活のあり方についても模索してもらう。そのために、少人数で行うことができる小規模林業についても見識を深めてもらう。本研究の目的は、1総合保養地域整備法によるリゾート開発ブーム以後の調査地H地区におけるスポーツ・ツーリズムの展開が、地域の生活課題とどのようなかかわりを持って展開し何をもたらしたのかを地域住民の側から明らかにすること、2H地区における新たなスポーツ・ツーリズムの企画・実践を通じて、農山村の直面する生活課題とスポーツ・ツーリズムが連関していくために、いかなる要件が求められるのかを明らかにすることである。そのうち平成28年度の研究計画は、H地区の環境や生活課題、歴史、生活文化に関する基礎的調査を実施することであった。平成28年度には、3回(計8日)のH地区での打ち合わせおよび現地調査を実施した。6月にはH地区長およびキーパーソンに本研究について説明するとともに実施計画を協議した。12月にはH地区の基礎的データを収集するとともに、2月に実施するアウトドア・スポーツ資源および生活文化調査の実施について協議した。そして2月には当該調査を現地3日間にわたって実施し、データを資料化した。また、スポーツ・ツーリズム、エコツーリズム関連の文献により、近年の研究動向および現状について把握した。その結果、スポーツ・ツーリズムの担い手は移住者であることが多く、しかも近年、その担い手と地域住民共同による生活課題克服の試みも始まっていることが明らかになった。そのため、H地区の現状を相対的に理解するための基礎的データを得るために、それらの先進地域調査を2度にわたって実施した。今後、文献および先進地域での取り組みを見すえながら、H地区でのスポーツ・ツーリズムの企画段階に移り、アクションリサーチの準備を進めるが、調査の経過が良好なため、すでに企画の概要についての検討もはじめている。まず本研究を進めていくうえで最も重要であるH地区の区長、副区長等、リーダー層との研究への説明および関係づくりが順調に進んだことが挙げられる。それによって、現地のアウトドア・スポーツ資源と生活文化の調査をスムーズに実施することができた。その調査を通じて、H地区の様々な組織、団体、個人との関係構築も行うことができ、平成28年度では予定していなかった、アクションリサーチの企画概要の検討にまで進むことができている。

また、文献研究による情報収集を通じて、他の農山村においてスポーツ・ツーリズムの新たな展開を知ることになり、当初予定していなかった先進地調査を実施することもできた。2年目にあたる平成29年度は、前年度における現地の生活文化調査に加え、アウトドア・スポーツの実施可能性について専門家と合同調査を実施し、また現地の関連する組織、団体との関係構築を進めた。アウトドア・スポーツの実施可能性については、南会津町における河川での釣りの現状を地元漁協への聞き取りによって明らかにするとともに、カヌーによる川下りの可否について実地調査を行った。また、貯水池およびその周辺でのアウトドア・スポーツの可能性について実地調査を行い、外来種であるブラックバスの繁殖と落ち葉によるヘドロの堆積を確認し、今後事業を進めていくうえで、環境修復の必要性があると判断した。また森林については、森遊びが可能な民有林について所有者に利用の内諾を得た。さらに針生区の共有林での四季を通じた利用について現地調査を実施した。その利用については、権利者の確定が難航しており、保留のままである。そして、町内のスキー場等を視察し、新たなプログラム開発の余地があることと、周辺でのバックカントリーツアーの実施可能性も確認した。現在、南会津町では林業を新たな地元産業として育成する事業が林野庁の助成を受けて推進されており、この計画策定メンバーに加わり、林業とアウトドア・スポーツの直接的、間接的かかわりの可能性について検討をはじめている。さらに、アウトドア・スポーツ専門家の南会津町移住を実現した。これについては、これまでの調査で築いた各種団体、組織との関係を通じてサポートした。平成29年度の調査研究の進捗状況は順調に進展しているが、その大きな理由は、共同研究者の松村和則氏の30年間にわたる南会津町での林業支援、地域支援の取り組みという基盤があったためである。言葉を換えれば、この30年間での山村および山村をめぐる状況の変化、特に過疎化、少子高齢化、限界集落化という流れが、地元地域住民の危機意識を高め、本研究への前向きな協力姿勢がととのってきているためであると考える。南会津町、とりわけ針生区は、もともと青少年旅行村やスキー場開発、別荘地開発などによって、観光客を長年にわたって受け入れてきた地域である。そのため、外部から訪れる人々にたいして閉鎖的ではないことも幸いした。また、町内林業関係団体が林野庁の助成を受けて協議会を発足させ、新たな林産物の開発や森林利用のあり方について模索し始めていることも大きかった。研究代表者および共同研究者も、この事業の森林利用部会のメンバーに加わり、本研究の構想をフィードバックすることが可能となっている。
原核生物型のｐｐＧｐｐシグナルが担う植物葉緑体の機能制御機構の解明

本研究の目的は、植物の葉緑体におけるバクテリア型シグナル因子ppGppの機能的役割を生化学的・分子生物学的手法を用いることで分子レベルまで明快に理解することにある。これまでにppGppシグナルの標的分子の一つが、葉緑体の翻訳系であることを筆頭著者として学術論文誌に報告済みである(Nomura et al. Plant Mol Biol, 78, 185-196, 2012)。さらに、2014年4月に、葉緑体の核酸制御におけるppGppの役割についての解析結果をまとめ上げ、Journal of Biological Chemistry誌およびBioscience, Biotechnology, and Biochemistry誌に筆頭著者論文を報告することができた。これまでにも、日本植物生理学会や日本農芸化学会の年会および支部会にて研究の進捗を多数報告してきたが、今年度はこれらの研究成果を総括したポスター発表を7月に神戸大学で開催された第3回マトリョーシカ型生物学研究会で行った。今年度は、上記の筆頭著者論文で、植物葉緑体のppGpp主要標的として示したグアニル酸キナーゼのppGpp感受性を植物界からシアノバクテリアを含むバクテリア界にまで広げ網羅的に解析し、その分布を調査するとともに、ppGpp感受性を決めるアミノ酸残基候補を絞り込み、ppGppシグナル系の進化的経緯を考察することにした。既に、種々のグアニル酸キナーゼのppGpp感受性について調査を終え、酵素反応速度パラメーターの算出など生化学的な解析を終えており、学術論文を執筆中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究目的は、植物葉緑体におけるバクテリア型ppGppシグナルの機能的役割を分子レベルまで理解することにある。これまでにppGpp標的分子の一つが葉緑体翻訳系であることを筆頭著者論文で報告済みである(Nomura et al. Plant Mbl Biol, 78, 185-196, 2012)。今年度は、新たなppGpp標的分子候補として、葉緑体のGTP生合成に必須のグアニル酸キナーゼ(GIつおよびATP生合成に必須のアデニロコハク酸合成酵素(AdSS)に着目し、各酵素触媒活性に与えるppGppの作用を指標とし、葉緑体の転写制御におけるppGppの機能的役割を考察した。その結果、イネ葉緑体のGKpmの触媒活性はppGppにより顕著に阻害されることが判明した。GKpmに対するppGppの阻害濃度IC_<50>は約10μMであり、葉緑体翻訳系の阻害濃度(250μM)と比べ著しく低い。一方、イネ細胞質のGKcは酵母細胞質GKと同様にppGpp非感受性であった。また、単離したエンドウマメの葉緑体抽出液の解析から、エンドウマメ葉緑体に内在するGKpmの活性がppGppによる顕著な阻害を受けることを確認し、これらの解析結果を基にppGpp主要標的分子がグアニル酸キナーゼであることを筆頭著者論文(J Biol Chem誌)で報告した。また、葉緑体局在型AdSSs(AdSS1,2)の触媒活性もppGpp感受性を示すことを見出したが、詳細な酵素反応速度解析からGTPやGDPでもppGppと同様の強い酵素親和性があると分かった。従って、葉緑体内においてppGppによるAdSSs活性の抑制効果は限定的で、ppGppの主要標的分子とは考えにくいと考察し、筆頭著者論文(Biosci Biotechnol Biochem)に報告した。上述の様に、今年度の当該研究により、これまで未解明であった植物葉緑体のppGpp主要標的がグアニル酸キナーゼであることなどを生化学的に証明し、学術論文雑誌に筆頭著者論文2報を報告した。さらに、学会・シンポジウムでの口頭・ポスター発表により自身の研究成果を発信することができた。

以上の通り、研究の大幅な進展があったと確信している。既に生化学的な機能解析を完了している高等植物のRSH1タンパク質のppGpp分解性について世界に先駆けて学術論文雑誌で報告する予定である。当該酵素は高等植物で初めて示されるppGpp分解酵素であるので非常に重要である。また、今年度の研究により高等植物葉緑体のppGpp主要標的がグアニル酸キナーゼであると判明したため、植物葉緑体内でのppGpp誘導がGTP生合成系等へ与える影響について生理学的に解析を試みる予定である。
フェムト秒パルスを用いた量子通信の研究

本研究の成果は以下のとおりである.(1)周期分極KTP結晶を用いた第2高調波の発生実験で,40%を超える変換効率を達成.(2)フェムト秒Ti:サファイアレーザーとBBOを用いてパラメトリック利得の測定を行ない,10%の利得を確認した.(3)周期分極反転した非線型デバイスを用いて,パラメトリック利得の大きさとしては11倍,スクイージングの大きさとしては-3.2dBという値を実現することができた.これらの値は,我々の知る限りにおいてモード同期レーザーを用いた実験としては世界最高の値である.(4)GRINレンズを用いる光学系により周期分極反転ニオブ酸リチウム導波路デバイスへの良好なカップリングを実現し,第2高調波の発生を確認した.(5)市販の増幅器をベースにした量子テレポーテーションのためのパルス光用ホモダイン検出器を製作した.(6)ホモダイン検出を用いる量子暗号の研究では,長さ1kmのファイバーを用いた実験や安全性についての理論的な評価を行った.理論面では盗聴者がビームスプリッティングのあとにPOVM測定を行う場合の安全な鍵の生成率を評価し,任意の距離において安全な鍵を送信しうることを強く示唆する結果が得られた.実験面では1kmのファイバーを使った鍵配送実験を行い,伝送路の損失や検出器の雑音といった理想的な状況からのずれの影響が直交位相振幅の分布関数の幅と中心値の変化に現れ,分布の形はガウス関数のまま保たれることを示すことができた.これは現実的な状況下でも,任意の距離で安全な鍵を配送できるということを示唆する結果である.本研究の成果は以下のとおりである.(1)周期分極KTP結晶を用いた第2高調波の発生実験で,40%を超える変換効率を達成.(2)フェムト秒Ti:サファイアレーザーとBBOを用いてパラメトリック利得の測定を行ない,10%の利得を確認した.(3)周期分極反転した非線型デバイスを用いて,パラメトリック利得の大きさとしては11倍,スクイージングの大きさとしては-3.2dBという値を実現することができた.これらの値は,我々の知る限りにおいてモード同期レーザーを用いた実験としては世界最高の値である.(4)GRINレンズを用いる光学系により周期分極反転ニオブ酸リチウム導波路デバイスへの良好なカップリングを実現し,第2高調波の発生を確認した.(5)市販の増幅器をベースにした量子テレポーテーションのためのパルス光用ホモダイン検出器を製作した.(6)ホモダイン検出を用いる量子暗号の研究では,長さ1kmのファイバーを用いた実験や安全性についての理論的な評価を行った.理論面では盗聴者がビームスプリッティングのあとにPOVM測定を行う場合の安全な鍵の生成率を評価し,任意の距離において安全な鍵を送信しうることを強く示唆する結果が得られた.実験面では1kmのファイバーを使った鍵配送実験を行い,伝送路の損失や検出器の雑音といった理想的な状況からのずれの影響が直交位相振幅の分布関数の幅と中心値の変化に現れ,分布の形はガウス関数のまま保たれることを示すことができた.これは現実的な状況下でも,任意の距離で安全な鍵を配送できるということを示唆する結果である.量子状態を空間的に離れた場所に送るには(量子テレポーテーションを実行するには)、あらかじめ量子的な相関を持った光子を共有しておく必要がある。連続的な期待値をとるオブザーバブルの場合には、スクイーズド状態をつくることで量子的な相関を用意できる。スクイーズド状態をつくるには大きな非線形光学効果が必要なので何らかの工夫が必要である。1998年にカリフォルニア工科大学で行われた実験では、光共振器を用いることで大きな非線形性を実現し、量子テレポーテーションの実験を行った。スクイーズド状態を発生するもう一つの有力な方法は、パルス光の高いピーク強度を利用する方法であり、本研究の目的は、フェムト秒パルスを使ってスクイーズド状態を発生し、さらに、パルス毎に量子状態を送る量子テレポーテーションを実現することである。光源として用いたのは、グリーンレーザー励起のチタンサファイアレーザーである。チタンサファイアレーザーはキット(部品の集まり)として発売されているものを用いた(Avesta製)。このレーザーを調整することにより、パルス時間幅4860フェムト秒、発振波長780795nm、300800mWのパワーの超短パルスを発生することができた。パルス時間幅はフリンジ分解の自己相関法で、スペクトルはPCに装着するカードタイプの分光器でリアルタイムにモニターできるようにした。これらの信号を見ながらレーザーを調整することにより、ハルス時間幅や発振周波数を選ぶことができた。さらに、β-BBO結晶を使って第2高調波を発生した。使用した結晶の厚さは、0.1mmと0.25mmで最大の変換効率は10%弱であった。本研究の目的はフェムト秒パルスのもつ高い瞬間強度を用いてスクイーズド状態を発生し、さらに量子絡み合い状態をつくることにより、パルス光の量子状態を離れた場所への送信(量子テレポーテーション)を実現することである。昨年度はフェムト秒Ti:サファイアレーザーの立ち上げを行ない、β-BBO結晶を用いて第2高調波の発生を行なった。レーザーのパルス時間幅は50フェムト秒第2高調波の発生効率は約10%であった。

今年度は、この第2高調波をパラメトリック増幅の励起光として用いることにより、パラメトリック利得の測定を行なった。プワーブ光はTi:サファイアレーザーの部を分離し、強度が0.3mW以下となるようにした。パラメトリック増幅には、厚さ0.5mmのβ-BBO結晶を用いた。励起光とプローブ光が時間的・空間的に一致するようにアライメントを行なった。その結果・励起光とプローブ光が時間的に一致する範囲(およそ20μm)内でパラメトリック利得が観測できた。利得の大きさは、パラメトリック増幅に用いるβ-BBO結晶の角度や場所に敏感に依存しており、観測されたものが単なる2次の干渉でないことが確かめられた。パラメトリック利得の大きさは、10%程度であった。このことから10%以上のスクィージングをともなったブライトスクイーズド光を発生を実現することができた。今後、ホモダイン検出を行ない、スクイージングが起こっていることを確かめる予定である。さらに、2つのスクイーズド光をビームスプリッダーで混ぜ合わせることにより、量子エンタングルメントを生成し、量子テレポーテーションの実験を行なう。