hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超場形式によるくりこみ群と超対称性の破れに対する閾値補正に関する研究

その成果の一部は学会発表の予定である。一方、我々の一般公式の応用例として、新しい超対称模型をとりあげ、その模型での閾値補正を検討した(京都大の小林達夫氏、金沢大の寺尾治彦氏との共同研究)。この模型では、従来の超対称標準模型にあった超対称な階層性問題を解消するため、TeV領域より高いエネルギー領域で、超共形固定点を持つ強結合セクタが存在し、かつ、そのセクタがTeV領域で離脱することが仮定されている。この強結合セクタを仮定する利点は、その相互作用の結果、トップクォークとの湯川結合を保ちつつ、ヒッグス場の質量パラメータを抑制することができることである。しかし、強結合セクタが離脱する際に、ヒッグス場の質量に大きな閾値補正が出ると、その利点が失われてしまう。我々は、閾値公式に基づくことで、そのような大きな補正が出ないことを確かめることができた。本計画は、超対称性を破る相互作用に対する閾値効果を取り上げ、摂動の任意次数で正しい一般公式を、超場形式に基づいて導くことを目指している。超対称性の破れに対する閾値補正(重い場の効果)には、離脱する場の種類に応じて、(1)カイラル・メッセンジャ模型:物資場(カイラル超多重項)が離脱する場合(2)ベクトル・メッセンジャ模型:ゲージ場(ベクトル超多重項)が離脱する場合、の二種類があるが、前年度は後者の場合への拡張を検討した。今年度は前者(1)の場合を再検討した。具体的には、我々の一般公式の応用例として、SU(5)大統一模型の場合にSU(5)対称性が破れるスケールでの閾値補正を取り上げ、既存の結果と比較検討を行った。波動関数くりこみ因子が連続的に接続するとの仮定の下にAパラメータ(スカラー場の三点結合)を求めたところ、以前にPolonsky & Pomarolが得た結果と食い違いがあることが見つかった。我々は、その食い違いの原因を波動関数くりこみの素朴な接続条件と特定し、摂動的に改善された接続条件を超場形式で扱うことにより、Polonsky & Pomarolの結果を特別な場合として正しく含む一般公式を導出した。この成果は論文に発表した(新潟大自然研博士後期課程の松浦弘幸氏、九州大の吉岡興一氏との共同研究)。さらに、超対称極限での接続条件を、摂動論を超えて扱う可能性を検討した。我々の一般公式と具体的な1ループ計算との食い違いが昨年度みつかったが、波動関数くりこみに対し摂動的に改善した接続条件を超場形式で扱うことにより、食い違いが解消できることがわかった。さらに、超対称極限での接続条件を、摂動論を超えて扱うため、接続条件を設定するスケールを複数導入した場合の取り扱いを検討した。また、超対称性の準安定な破れの模型におけるゲージーノ質量の計算がわれわれの一般公式の観点からどのように再現できるかを検討した。一方で、非摂動くりこみ群をもちいるアプローチがどこまで有効かについて、予備的考察を行った。特にSU(N|N)超代数に基づくゲージ不変な正則化を取り上げ、この方法が正しく発散を正則化していること(超トレース機構)の理解を深めた。
Naチャネルのシャペロンによる発現調節機構とアンカー蛋白による局在化機構の解明

電位依存性Naチャネルの細胞膜発現調節機構におけるシャペロンの役割を解明するために、発生学的に神経堤に由来する培養ウシ副腎髄質クロマフィン細胞を用いて実験を行い、以下の結果を得た。(1)熱ショック蛋白90(HSP90)をゲルダナマイシンによって阻害すると、Naチャネル発現量は変化しないが、Naチャネルの機能は亢進する。(2)高濃度グルコースにより細胞膜におけるNaチャネル発現量は変化しないが、Naチャネル機能は低下する。(3)糖鎖付加をテュニカマイシンによって阻害すると、細胞膜におけるNaチャネル発現量は減少する。(4)Naチャネルのインターナリゼーションにダイナミンが関与する。また、Naチャネル、シャペロンに関連して、以下の3つの新たな調節機構を解明した。IGF-1の長期処置は、Glycogen synthase kinase-3βの活性抑制を介して、Naチャネルのα-サブユニットの転写を促進することにより、Naチャネルα-サブユニットの蛋白量および、Naチャネルの細胞膜発現量を増加させる。ii)Hsp90によるIGF-1受容体の発現調節機構小胞体におけるIGF-1受容体のモノマーからダイマーへの生合成過程には、Hsp90活性が必須である。IRS-1、IRS-2の転写レベルは、Hsp90のシャペロン活性によって、IRS-1はポジティブに、IRS-2はネガティブに調節されている。これらの結果は、Naチャネルの細胞膜発現に様々なシャペロン活性が必須であることを示唆しており、次年度はこれらのメカニズムを詳細に検討する予定である。また、本研究に関連して、以下の2つの新たな調節機構を解明した。ii)シャペロンによるインスリン受容体の発現調節機構小胞体におけるインスリン受容体のモノマーからダイマーへの生合成過程には、Hsp90/Grp94活性が必須である。(Mol.Pharmacol.2002.62.847-855)電位依存性Naチャネルの細胞膜発現調節機構におけるシャペロンの役割を解明するために、発生学的に神経堤に由来する培養ウシ副腎髄質クロマフィン細胞を用いて実験を行い、以下の結果を得た。現在、これらのメカニズムを詳細に解析中である。また、本研究に関連して、以下の3つの新たな調節機構を解明した。ii)シャペロンによるIGF-1受容体の発現調節機構小胞体におけるIGF-1受容体のモノマーからダイマーへの生合成過程には、Hsp90活性が必須である。Acetoacetateの長期処置は、インスリン受容体のmRNA安定性を低下させることにより、インスリン受容体の細胞膜発現量を減少させる。
フォノン波の輸送論の深化を通じたフォノニック結晶の熱伝導率低減

本研究では薄膜に周期ナノ構造を配したフォノニック結晶(PnC)を用いた熱伝導制御を実現するためにPnC内のフォノン特性を解明することを目指している。該当研究員は本年度,高温におけるPnCのフォノン特性を明らかにした。まず調和特性に関し、薄膜やPnCの高周波コヒーレントフォノンの群速度が周波数の定数乗でスケールすること、低周波数では低次元性により状態密度が飛躍的に増加することを明らかにした。一方、コヒーレントフォノンはAhkhizer減衰により強く散乱されるため、結局の緩和時間が減少し、熱伝導への寄与は小さくなることもわかった。そのため、コヒーレント効果を用いた高温におけるPnCの熱輸送制御は困難であると言える。さらに、フォノンの波動性を評価するためJ-PARCを利用し低温(4 K)におけるPnCのフォノン特性を計測した。計測により1 THz以下の低周波域においてコヒーレントフォノンが存在することが明らかになりつつある。以上の結果はPnCにおけるコヒーレントフォノン特性を理解する上で重要な知見である。筆頭著者の論文も発表し、共同研究を通じて共著論文も投稿済みであり、該当研究員が主体的に様々な研究に取り組み期待通りの成果を上げることができたと判断する。
近代日中領事裁判権の運用

日中領事裁判に関して、条約や法学的な面から枠組みをとらえる研究と、実際の動きを知ることができる資料収集とを並行しておこなった。資料調査に行った内容については以下の通りである。東京都公文書館において「清国並朝鮮国駐在領事裁判規則」など近代日中領事裁判権の運用に関する研究資料収集をおこない、日清以外の関係がどのように形成されていたのかについて確認した。国立国会図書館において、主に、清日貿易史の研究、「居留地時代(18591899年)における「開国日本」の実態と「外国人」ー在留清国人の地位、管理問題を中心にー」などの資料調査をおこない清国人の管理問題について調査を進めた。東京都の国立国会図書館、公文書館などで確認することが難しい北海道の華僑について調査をおこなうため札幌と、領事館が置かれていた函館へ行った。札幌市資料館で「「刑事事件の手続き」司法の流れ」展示を見、学芸員に当時の民事・刑事訴訟案件の北海道での手続き、当時の裁判所の構造についてうかがった。函館市中央図書館で「明治・大正・昭和初期における北海道華僑社会の形成」、「はこだて中華会館」、『函館市史』、「はこだて市史編纂室だより」など函館華僑に関する資料収集をし、函館市旧イギリス領事館では、函館開港の歴史、領事館の役割などを確認した。学会発表では、条約、法に基づく裁判の流れを研究するなかで、近代日中領事裁判権の運用を論じるためには、法学的見地からの視点も重要であることを再確認し、調査収集した史料を基に「日清修好条規を起点とする領事裁判の仕組み-『治外法権に関する慣行調査報告書』を手がかりに-」として神戸華僑華人研究会で発表した。投稿論文では、神戸大学社会学研究室『社会学雑誌』に「日清修好条規と領事裁判ー逆訴、控訴、上告の仕組み」として投稿し、2019年6月に掲載が決定している。本年度は、海外の図書館、資料館を中心に文献・史料調査をおこない領事裁判関係の記録を整理・分析をする計画をしていたが、国内の資料が想像以上に多かったため、その分析と既に持っている資料内容に関連する資料の調査を優先した。そのため、海外についての資料調査に遅れが出たが、国内の資料の収集と整理分析については十分な進展があった。その成果を学会で発表し、資料の分析を通して、清朝在日領事が行った裁判の実態や日本側諸機関との交渉について論文を順調に執筆、投稿できた。現在、長崎華商の民事訴訟について詳細に記録されている『簿書鞅掌』をまとめ、長崎華僑と地域社会、領事との関係を整理した論文を単著としての刊行を目指し執筆している。11月1日11月3日福華国際文教会館、台湾大学でおこなわれる「東アジア日本研究者協議会第4回国際学術大会」に参加を予定している。その際、台北・中央研究院近代史研究所が所蔵する清朝の在朝商務委員や領事が行っていた具体的な裁判記録の調査もおこないたい。国内の資料収集をおこなった結果、予定していたよりも多くの資料が見つかったため、その資料解読に力を入れたい。また、その現在持っている資料の内容に関連する別の資料が存在するかどうかの確認も進めたい。字のくずし方が激しいものも多々あり、釈文に難航しているため、くずし字に詳しい先生に現在協力を要請している。日中領事裁判に関して、条約や法学的な面から枠組みをとらえる研究と、実際の動きを知ることができる史料収集とを並行しておこなった。史料調査に行った内容については以下の通りである。4月、愛知県公文書館において、主に、『府県往復綴』、『官省上申伺綴』、『私雇清国人旅行免状返納ノ件』などの調査を行い、明治、大正、昭和期の華僑が何か行動をおこす際の申請方法について確認した。5月、国立国会図書館で領事裁判関係論文について調査をし、有安香央理「明治前期外国人関係訴訟にかかわる裁判制度」(『法学研究論集』第44号2016.2)や、青山治世「近代中国の在外領事とアジアー華人保護と領事裁判権からみる近代的変容ー」(第16回学術研究会研究発表概要)などの論文複写をおこない、関連する先行研究と研究の不足部分に関する点を確認し、現在所持している史料のなかから使用されていない史料をピックアップした。8月、国立国会図書館と外交史料館で領事裁判権に関する文献調査や『外事警察概況』から日清修好条規締結中と条規が解消されてから後の動きを確認した。そのなかで『治外法権に関する慣行調査報告書』(東亜研究所、1941)の存在を知り、1月に国立国会図書館で再確認した。華僑華人研究会の例会や、11月18日19日に長崎大学で開催された世界海外華僑華人学会長崎会議に参加し、華僑と地域社会との関わり、華僑の訴訟に関する史料について意見交換をおこなった。長崎歴史文化博物館では日清修好条規以前の訴訟処理が記された史料調査をおこない、日清修好条規前後を含めた事例を収集することができた。大正から昭和にかけ、神戸を拠点に活躍した弁護士で、その後約5年4か月にわたって最高裁判事も務めた山田作之助(18961995年)に関する史料調査と整理をおこない、その成果をパンフレットと神戸大学図書館での展示で公表した。

中国人と中国人との訴訟、日本人と中国人との訴訟に分類したうえで以下の5つの時期に区分し、訴訟手続き、裁断内容等に変化があるのかどうかの確認作業が、日本の文献に関しては順調に進んでいる。1、明治元年(1868年)に福建会館が設立される以前。2、明治元年(1868年)に福建会館が設立されて以後。3、日中間の双務的領事裁判権を規定した日清修好条規締結(1871年)後。4、長崎に清国領事館が開設(1878年)されて以降。5、日清修好条規が失効した日清戦争(1894年)以降。3、4に関してはすでに収集した資料を順次釈文し、中国人と中国人どうしの訴訟、日本人が被告中国人が原告の訴訟、中国人が被告日本人が原告の訴訟に分けた研究が進んでいる。しかし、1と2の時期の資料読解が難解であり、進捗が遅れている面もある。5に関しては、『外事警察概況』や『治外法権に関する慣行調査報告書』(東亜研究所、1941)を手掛かりに法制史から見た調査を進めている。しかし、個別の訴訟案件が見つけられていない点を今後の課題にしたい。日中領事裁判に関して、条約や法学的な面から枠組みをとらえる研究と、実際の動きを知ることができる資料収集とを並行しておこなった。資料調査に行った内容については以下の通りである。東京都公文書館において「清国並朝鮮国駐在領事裁判規則」など近代日中領事裁判権の運用に関する研究資料収集をおこない、日清以外の関係がどのように形成されていたのかについて確認した。国立国会図書館において、主に、清日貿易史の研究、「居留地時代(18591899年)における「開国日本」の実態と「外国人」ー在留清国人の地位、管理問題を中心にー」などの資料調査をおこない清国人の管理問題について調査を進めた。東京都の国立国会図書館、公文書館などで確認することが難しい北海道の華僑について調査をおこなうため札幌と、領事館が置かれていた函館へ行った。札幌市資料館で「「刑事事件の手続き」司法の流れ」展示を見、学芸員に当時の民事・刑事訴訟案件の北海道での手続き、当時の裁判所の構造についてうかがった。函館市中央図書館で「明治・大正・昭和初期における北海道華僑社会の形成」、「はこだて中華会館」、『函館市史』、「はこだて市史編纂室だより」など函館華僑に関する資料収集をし、函館市旧イギリス領事館では、函館開港の歴史、領事館の役割などを確認した。学会発表では、条約、法に基づく裁判の流れを研究するなかで、近代日中領事裁判権の運用を論じるためには、法学的見地からの視点も重要であることを再確認し、調査収集した史料を基に「日清修好条規を起点とする領事裁判の仕組み-『治外法権に関する慣行調査報告書』を手がかりに-」として神戸華僑華人研究会で発表した。投稿論文では、神戸大学社会学研究室『社会学雑誌』に「日清修好条規と領事裁判ー逆訴、控訴、上告の仕組み」として投稿し、2019年6月に掲載が決定している。本年度は、海外の図書館、資料館を中心に文献・史料調査をおこない領事裁判関係の記録を整理・分析をする計画をしていたが、国内の資料が想像以上に多かったため、その分析と既に持っている資料内容に関連する資料の調査を優先した。そのため、海外についての資料調査に遅れが出たが、国内の資料の収集と整理分析については十分な進展があった。その成果を学会で発表し、資料の分析を通して、清朝在日領事が行った裁判の実態や日本側諸機関との交渉について論文を順調に執筆、投稿できた。平成29年度の史料調査研究を断続的に進める傍ら、海外への調査も合わせ研究を進めたい。
全自動モニタリングPCR装置の開発

1.試作プロトタイプの完成-一応計画通り各パ-ツを達成し,組み合わせてプロトタイプを試作した.パ-ツ間の組合せの不都合も解消できたので,製造承認申請に向け準備に入った.2.至適条件の確立-PCRの反応条件はプライマーの配列によって微妙に異なり,多分に試行錯誤的であったが,種々検討の結果,ほぼ統一メニューで実施できる目途が立った.生体試料からの核酸抽出法の確立-AP(凝集分配)型徐蛋白剤と半自動プラスミド抽出機の組合せで,血液検体から血球の予備分離なしにDNA/RNA抽出する方法を確立した.遺伝子検査への適用:4.C型肝炎ウイルス(HCV)RNA-PCRをRT(逆転写)と組合せることにより,本法がDNAだけでなくRNAにも適用可能なことを実証した.これを実際のHCV感染患者の血清に適用し,他の方法では不可能な10^3コピー以下の微量定量を可能にし,これがインターフェロンの治療効果や肝炎再発の予後判定に極めて重要なことを明らかにした.5.MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)の検出-mecA遺伝子を用いて、MRSAとMSSA(感受性菌)の高感度識別が可能なことを示した.以上の成果により,完全密封型自動・非固相(ホモジニアス)PCR定量装置をほぼ予定通り開発できたものと考える.初年度の研究において、以下の結果を得た。まず、インターカレーションモニタリングPCR(IM-PCR)装置の開発に関して:1.試作プロトタイプの完成-一応計画通り各パ-ツを調達し、組み合わせてプロトタイプを試作した。パ-ツ間の組合わの不都合も概ね解消できた。2.至適使用条件の確立-PCRの反応条件の設定はプライマーの配列によって異なり、多分に試行錯誤的であるが、種々検討の結果、ほぼ統一メニューで実施できる目途が立った。3.生体試料からの核酸抽出法の確立-AP(凝集分配)型除蛋白剤と半自動プラスミド抽出機の組合せで、血液検体から血球の予備分離なしにDNA/RNAを抽出する方法を確立した。また、遺伝子検査へのこの装置の適用に関して:4.C型肝炎ウイルス(HCV)RNA-DNAだけでなくRNAにも適用可能なことを、AMVの逆転写酵素とTaqポリメラーゼの組合せにより実証した。5.MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)の検出-mecA遺伝子を用いて、MRSAとMSSAの高感度識別が可能なことを示した。以上の成果により、完全密封、非固相(ホモジニアス系)、全自動、リアルタイム、定量性などの特長を具えたIM-PCR装置の開発が可能との見通しが得られた。1.試作プロトタイプの完成-一応計画通り各パ-ツを達成し,組み合わせてプロトタイプを試作した.パ-ツ間の組合せの不都合も解消できたので,製造承認申請に向け準備に入った.2.至適条件の確立-PCRの反応条件はプライマーの配列によって微妙に異なり,多分に試行錯誤的であったが,種々検討の結果,ほぼ統一メニューで実施できる目途が立った.生体試料からの核酸抽出法の確立-AP(凝集分配)型徐蛋白剤と半自動プラスミド抽出機の組合せで,血液検体から血球の予備分離なしにDNA/RNA抽出する方法を確立した.遺伝子検査への適用:4.C型肝炎ウイルス(HCV)RNA-PCRをRT(逆転写)と組合せることにより,本法がDNAだけでなくRNAにも適用可能なことを実証した.これを実際のHCV感染患者の血清に適用し,他の方法では不可能な10^3コピー以下の微量定量を可能にし,これがインターフェロンの治療効果や肝炎再発の予後判定に極めて重要なことを明らかにした.5.MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)の検出-mecA遺伝子を用いて、MRSAとMSSA(感受性菌)の高感度識別が可能なことを示した.以上の成果により,完全密封型自動・非固相(ホモジニアス)PCR定量装置をほぼ予定通り開発できたものと考える.1.試作プロトタイプの完成-一応計画通り各パ-ツを調達し,組み合わせてプロトタイプを試作した.パ-ツ間の組合せの不都合も解消できたので,製造承認申請に向け準備に入った.2.至適条件の確立-PCRの反応条件はプライマーの配列によって微妙に異なり,多分に試行錯誤的であったが,種々の検討の結果,ほぼ統一メニューで実施できる目途が立った.3.生体試料からの核酸抽出法の確立-AP(凝集分配)型除蛋白剤と半自動プラスミド抽出機の組合せで,血液検体から血球の予備分離なしにDNA/RNAを抽出する方法を確立した。II.遺伝子検査への適用:4.C型肝炎ウイルス(HCV)RNA-PCRをRT(逆転写)と組合せることにより,本法がDNAだけでなくRNAにも適用可能なことを実証した.これを実際のHCV感染患者の血清に適用し,他の方法では不可能な10^3コピー以下の微量定量を可能にし、これがインターフェロンの治療効果や肝炎再発の予後判定に極めて重要なことを明らかにした.5、MRSA(メチシリン耐性黄色ブドウ球菌)の検出-mecA遺伝子を用いて、MRSAとMSSA(感受性菌)の高感度識別が可能なことを示した.以上の成果により,完全密封型自動・非固相(ホモジニアス)PCR定量装置をほぼ予定通り開発できたものと考える.
二相系格子ボルツマン法と並列計算機を用いた気液二相流の大規模シミュレーターの開発

二相系格子ボルツマン法を並列計算機(最大32CPU)に移植して気液二相流の大規模シミュレーターを開発し,液滴衝突や気泡流の大規模計算を行い実験結果と比較することにより開発したシミュレーターの性能を検証した.その結果,開発したシミュレーターは,複雑な気液二相流に対しても安定で精度の良い計算が可能なことがわかった.さらに,本シミュレーターを用いて,これまで不明であった液滴衝突の挙動やマイクロ流路内の気液二相流の挙動などを明らかにすることができた.二相系格子ボルツマン法を並列計算機(最大32CPU)に移植して気液二相流の大規模シミュレーターを開発し,液滴衝突や気泡流の大規模計算を行い実験結果と比較することにより開発したシミュレーターの性能を検証した.その結果,開発したシミュレーターは,複雑な気液二相流に対しても安定で精度の良い計算が可能なことがわかった.さらに,本シミュレーターを用いて,これまで不明であった液滴衝突の挙動やマイクロ流路内の気液二相流の挙動などを明らかにすることができた.本研究では,これまでに開発してきた二相系格子ホルツマン法(二相系LBM)を並列計算機に移植し,気液二相流の大規模シミュレーターを開発し,このシミュレーターを用いて液滴流や気泡流の大規模計算を行い,実験結果との比較によりシミュレーターの性能を検証することを目的としている.本年度の得られた研究成果は次の通りである.1.格子ボルツマン法を用いて圧力計算のためのポアソン方程式の高速解法を開発した.開発したプログラムを既存の二相系LBMのプログラムに組み入れ,テスト計算により効率および妥当性を確認した.その結果,並列化効率は,ほぼ90%であることがわかった.2.上述の二相系LBMプログラムをMPI(並列計算法)を用いて並列計算用プログラムに改良し,現有の小型PCクラスタ並列計算機(6CPU)を用いて動作確認とテスト計算を実施した.3.上の並列計算用プログラムを購入したPCクラスタ並列計算機(32CPU)に移植し,動作確認をした後,次の基本問題を計算し,解析手法の妥当性を検証した.(a)液滴同士の衝突:直径比の大きな液滴衝突の計算が可能になった.(b)上昇気泡流:大きな領域の計算が可能になった.(c)ミクロ構造内の気液二相流:透過係数の評価が可能になった.4.上述の基本問題への適用を通して,開発した並列計算用の二相系LBMのプログラムの並列化性能を検証した.その結果,いずれの問題に対しても,並列化性能は良好であることがわかった.また,次年度の検討課題として下記の課題を抽出した.(1)上昇気泡流の実験結果を調査し,計算結果との比較を行う.(2)ポアソン方程式を用いない圧力計算法の検討が必要である.本研究では,既開発の二相系格子ボルツマン法(二相系LBM)を並列計算機に移植して気液二相流の大規模シミュレーターを開発し,このシミュレーターを用いて液滴流や気泡流の大規模計算を行い,実験結果との比較によりシミュレーターの性能を検証することを目的としている.本年度の得られた研究成果は次の通りである.1.前年度に開発した並列計算機用プログラムは分散型メモリ利用であるため,各々のクラスタで得られた計算結果を一つにまとめて処理するためには,各クラスタのメモリ内の結果を一つのメモリに集約して処理する必要がある.そのために,大容量メモリ計算機を購入し,画像処理ソフトをインストールして,最終計算結果を画像処理する計算結果処理システムを構築した.2.前年度で実施した基本問題(液滴同士の衝突,上昇気泡流,ミクロ構造内の気液二相流)計算結果を用いて,上記で構築した計算結果処理システムを検証した.計算結果の動画等を作成することができるようになった.これにより,現象の詳細な挙動を明らかにすることが可能となった.3.次年度の検討課題として下記の課題を抽出した.(1)ポアソン方程式を用いない圧力計算法の検討を引き続き行う.(2)最大32CPUを用いた並列計算機を用いて,複雑流路内の気液二相流の大規模計算を行う.本研究では,既開発の二相系格子ボルツマン法(二相系LBM)を並列計算機に移植して気液二相流の大規模シミュレーターを開発し,このシミュレーターを用いて液滴流や気泡流の大規模計算を行い,実験結果との比較によりシミュレーターの性能を検証することを目的とした.本年度の得られた研究成果は次の通りである.(1)前年度までに開発した大規模二相流シミュレーターを用いて,基本問題(液滴同士の衝突,上昇気泡流,ミクロ構造内の気液二相流)を計算し,既存の実験結果と比較して計算精度の検証を行った.その結果,本シミュレーターにより良好な計算精度が得られることが分かった.(2)最大の32CPUを用いた並列計算機を用いて,複雑流路内の気液二相流(例えば,燃料電池の拡散層の気液二相流の挙動んなど)の大規模計算を行い,局所の気液挙動を明らかにした.現在,この成果は自動車用の燃料電池の開発に用いられている.(3)H18年度H20年度の研究成果をもとに,開発した大規模二相流シミュレーターの問題点を整理し,次段階の研究に着手するための総括を行った.(1)ポアソン方程式を用いない圧力計算法を提案したが,計算精度を向上させる必要がある.

(2)LBMと埋め込み境界法とを組み合わせた方法が有望であり,今後の開発が望まれる.(3)気泡流のようなより複雑な現象解析には長時間の計算が必要であり,更なる計算時間の短縮化の検討が必要である.
神経細胞老化初期過程の分子機構-細胞骨格蛋白の輸送と重合・脱重合動態の乱れ-

神経細胞は通常一本の軸策と複数本の樹状突起とを持っている。軸策の体積は時に細胞体のそれの1,000倍を超す場合があるにもかかわらず、自分自身で必要とする蛋白を合成することができない。細胞体で合成され、軸策に送り出された蛋白は、軸策途中での補給が不可能なため長期間にわたってその役割を果たし続けねばならない。従って軸策の中では変性・分解から保護され、また一部に変性が起こっても修復して再利用できる機構が備わっていなければならない。しかも軸策の末端に到着するとそこでは保護機構が解除されて速やかに分解・処理される必要がある。このように軸策内の細胞骨格蛋白は細胞体での合成、細胞体からの積み出し、軸策内での輸送と重合・脱重合変換、そして軸策末端での分解・処理が絶妙なバランスの上に成り立っているといえよう。神経軸策を構成する主要な細胞骨格はニューロフィラメントと微小管であり、それらのそれぞれにつき軸策内での重合・脱重合変換の機構を解析した。ニューロフィラメントについてはその軸策内輸送を特異的に阻害し、運動ニューロンに強い神経毒性をβ、β'-イミノジプロピオニトリル(IDPN)をラットに投与し、その初期変化としてニューロフィラメント蛋白のリン酸化が、従来見出されていた知見とは異なる変化を示すことを明らかにし、同時にニューロフィラメントの200Kサブユニット(NF-H)の溶解性についても変化が起こることを新たに発見した。更にこれを発展させ、軸策内輸送との関連性についても解析を加え発表した。一方もう一つの重要な構成成分である微小管の重合・脱重合変換に関しては、微小管結合蛋白の一つであるタウ蛋白が関与しており、特にそのリン酸化によって微少管の重合・脱重合変換及び安定型微小管への変換が制御されていることを明らかにできた。神経軸索を構成する主要な細胞骨格は微小管とニューロフィラメントであり,これらは全て細胞体で蛋白合成された後軸索へと輸送供給される。これら細胞骨格は軸索や神経細胞が変性を起こすのに先立って,変形,分布異常,蓄積等の変化が観察される。今年度はニューロフィラメントの軸索内輸送を阻害し,運動ニューロンに強い毒性を示すβ,β'-イミノジプロピオニトリル(IDPN)を投与したラット坐骨神経の運動繊維を用いて,その毒性発現の初期過程を,ニューロフィラメントの燐酸化と微小管構成蛋白であるチューブリンの安定性の両面から検討を加えた。その結果神経毒性が発現する(投与後約3日)より,またニューロフィラメントの輸送阻害が見出される(投与後約12日)のに僅かに先立って,IDPN投与1日以内にニューロフィラメント蛋白の最も分子量の大きいサブユニット(NFH)の燐酸化が一過性に低下し,これと対応して低温可溶性チューブリンの一過性上昇が見られることが判明した。この変化は従来見い出されていた変化より早く現われる初期変化と考えられる。また脊髄後根神経節細胞の初代培養系を用いて軸索の微小管を特徴づけている安定型微小管の安定化の過程が,神経突起の形成・成熟過程と密接に関連していることを見い出し,その安定化の分子機構につき検討を加えつつある。以上の観察からニューロンや軸索の変性に先立って見出される細胞骨格の異常は,ニューロフィラメント蛋白の燐酸化の変化によりトリッガ-されることを推定し,in vivoの系とin vitroの系を併用しつつ,更に解析を進めていく予定である。神経細胞の情報出力系である軸索は非常に長い場合があり、その体積も細胞体のそれの数100倍に達する事も稀ではない。

この構造と機能を維持するために、軸索には細胞骨格が発達している。そのうちの主要なものは微小管とニューロフィラメントであり、これらは全て細胞体で合成された後、軸索へと輸送供給される。軸索内の細胞骨格には1%Triton処理によってこれに不溶な安定重合型と可溶なダイナミック型が区別され、軸索の生理的な状態或は病的な状態に対応してこれらの間にはすばやい相互変換が観察される。微小管の安定重合型とダイナミック型との間、そして後者と脱重合したサブユニットとの間の相互変換には、微小管結合蛋白であるτ蛋白が関与しており、特にそのリン酸化、脱リン酸化で重合・脱重合変換及び安定化が制御されていることを見出した。すなわち1)軸索内のτ蛋白は高度にリン酸化されていて不溶性であること。2)脱リン酸化により微小管のnucleation活性が低下すること。3)可溶性τ蛋白は可溶性チューブリンと共に遅い輸送のb成分(SCb)として輸送され、不溶性のτ蛋白はa成分(SCa)として不溶性チューブリンと共に輸送されていることから後者は安定重合型微小管との関連が示唆された。一方ニューロフィラメントは最も安定度の高い細胞骨格成分で3種類のサブユニットからなっている。ニューロフィラメントの重合・脱重合も他の中間径フィラメントと同じくN末端側の少数のリン酸化により制御されていることが示されているが、調製中の脱リン酸化を阻害する条件下で実験を行った結果以下のような新しい知見を得た。1)Hサブユニットの約20%が可溶性であるのに対して、Lサブユニットはそのすべてが不溶性でる。2)このHサブユニットの可溶性は重合・脱重合とは無関係であり、またC末端側のリン酸化状態との間にも直接的な関連性はない。3)標識したニューロフィラメントの解析からHサブユニットの可溶性は輸送されている移動相と関連があると推定される。
けい化物熱電素子の応用

けい化物熱電材料は遷移金属とけい素の化合物であり、CrSi_2、MnSi_<1.73>、CoSiおよびFeSi_2などが注目されている。中でもFeSi_2が経済性、熱電特性の面で最も実用に適した材料として期待されている。この材料は焼結したままの状態では金属であり、半導体としてのFeSi_2(β相)を得るには包折点より低い温度で熱処理をする必要がある。本研究はFeSi_2熱電素子を実用化するために行ったものでMnあるいはCoを添加したけい化鉄、Fe_<1-χ>MnxSi_2とFe_<1-y>CoySi_2焼結体の冷間プレス法による製法とこれらの材料をそれぞれP形、n形分枝とする熱電素子の製法を確立し、さらにこの素子を利用した2、3の応用例を試作し、実用性を検討した。試料の製作は焼結工程と熱処理工程に分けられ、60年度はこれらの諸条件の決定に務めた。熱処理によってできる半導体相の定量にはX線定量分析と比抵抗測定を利用した。最適熱処理条件は無添加試料では1123Kにおいて、3.6×10^4s(10h)以上、Co添加試料では1123Kにおいて7.2×10^4s(20h)以上、Mn添加試量では添加量によって決まるさらに低い10901113Kの温度で1.2×10^5s(33.3h)以上になることが明らかになった。61年度には熱電素子を製作し、その熱電特性を測定した。実用性を考慮して算定したMnおよびCoの添加量は0.08<χ<0.10、0.01<y<0.06の範囲にあった。用途に応じた2種類の熱電素子、Fe_<0.90>Mn_<0.10>Si_2-Fe_<0.95>Co_<0.05>Si_2(出力形)およびFe_<0.92>Mn_<0.08>Si_2-Fe_<0.98>Co_<0.02>Si_2(電圧発生形)を試作した結果、温度差800K(低温端300K)で前者が開放電圧0.35V、有効最大出力0.82Wcm/cm^2、後者のそれが0.47V、0.76Wcm/cm^2であった。さらに大気中において1200Kで500h耐熱試験を行ったが、熱電特性の劣化はなかたっ。また試作熱電素子を熱発電器、ガス温風暖房機および直流安定化で電源に使用した結果十分実用に供することが確認された。けい化物

熱電半導体は耐熱性に優れているため、高温用熱電材料として注目されている。中でもFe【Si_2】は不純物添加によってP形にもn形にもできることから、特に実用性の高い材料として期待されている。しかしながらFe【Si_2】熱発電素子の実用化に関する系統的な研究や製造技術に関する詳細な研究は現在まで余りなされていない。この研究はFe【Si_2】を熱発電素子として実用化するために行われており、今年度はこの材料の製造法および熱電特性に関する基礎データを得るために実施された。【Fe_(1-x)】Mnx【Si_2】および【Fe_(1-y)】Coy【Si_2】で示される組成の試料が工業用純度(純度98%以上)のFe,Mn,CoおよびSiを原料として高周波溶解で作られた。さらに実用性を考慮し、焼結体試料がセラミック技術を駆使して、冷間プレス法で作られた。焼結したままの試料は金属であるため、熱処理を施し、半導体相にした。準備された試料は【Fe_(1-x)】Mnx【Si_2】(x=0.000.14)および【Fe_(1-y)】Coy【Si_2】(y=0.000.09)である。これらの試料で製造条件、試料の組成および熱電時性(熱起電力、平均比抵抗抗)が調べられ下記の結果が得られた。1.製造条件は(1)焼結温度-1150K,(2)熱処理条件-1073Kで100時間が適当である。2.試料はX線回折で同定され、格子定数の計算結果から、x=0.000.14,y=0.000.09の範囲で固溶していることが確認された。けい化鉄,Fe【Si_2】はけい化物熱電材料のうちで最も実用化が期待されており、【Fe-(1-2)】Mnx【Si_2】(P形)と【Fe-(1-y)】Coy【Si_2】(n形)を対とする熱発電素子が最も有望視されている。60年度の研究において試料の組成と熱電特性の関係を調べたが、本年、61年度は製造法のうち特に重要な熱処理に関する系統的な実験と実用性を高める試みとして積層形熱発電素子の試作を行なった。FeSi-【Fe_2】【Si_5】,Mn添加FeSi-【Fe_2】【Si_5】およびCo添加FeSi-【Fe_2】【Si_5】失晶合金の焼結体を準備し、熱処理温度(10731173K),不純物の添加量(x=00.05,y=00.07)に対する半導体相(β相)への変化量をX線解析,比抵抗および熱電能の測定によって調べた。これらの共晶合金は熱処理によってそれぞれ化学量論組成のFe【Si_2】,【Fe-(1-x)】Mnx【Si_2】および【Fe-(1-y)】Coy【Si_2】になる。実験の結果、1125K付近の熱処理ではβ相の生成量が極小値を示し、温度と生成量の関係は不連続的に変化することがX線定量分析によって確認された。また比抵抗値はβ相の生成量に伴って著しく変化し、その変化の傾向はX線分析による定量測定に対応した。β相が焼結体試料から生成される速さは溶解試料より大きく、その生成過程は熱処理温度が1125K以上では、ε+α→βの包析反応であり、1125K以下では主にα→β+Siの分解と従属的なε+Si→βの2段階にわたる反応である。これらの反応は無添加試料において速く、添加物、MnおよびCoはこれらの反応を抑制していることがわかった。β相が最も多く生成される熱処理温度は無添加試料では1123Kであり、MnおよびCo添加試料では添加に依存して低温側に変移している。【Fe_(0.92)】【Mn_(0.08)】【Si_2】-【Fe_(0.98)】【Co_(0.02)】【Si_2】系熱発電素子(厚さ1mm)を5枚重ねて、低温端で直列接続した積層形熱電素子の特性は800Kの温度差で1.7V-20mWであった。この素子はガス器具における安全装置の電子回路用電源として今後利用が期待される。
ヒメツリガネゴケ葉緑体におけるRNA編集の分子機構の解明

本研究は、ヒメツリガネゴケ葉緑体RNA編集の制御因子を同定することを目的とする。まず第1に、RNA編集をリアルタイムで検出するための葉緑体ベクターの開発とRNA編集検出用の葉緑体形質転換コケを作製する。第2に、葉緑体形質転換コケのタグ付き突然変異体ゲノムライブラリーを作製し、この中からRNA編集欠損株を選抜する。最終的に、葉緑体RNA編集制御因子の候補遺伝子を絞り込むことを目標に研究を行う。本年度は、前年度に引き続いて、RNA編集検出用の葉緑体形質転換コケの作製を行った。前年度に作製した、rps14遺伝子の5'末端ACGコドン(C→U編集される)を含む約100ヌクレオチドの領域と蛍光タンパク質GFPを融合させたキメラコンストラクトを用い、ポリエチレングリコール法によって、野生型ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに導入した。その結果、約300株と多数の候補株を得た。これらの株では、RNA編集が起こると、レポーター遺伝子コード領域の手前で翻訳終結コドン(UGA)が形成され、レポータータンパク質が翻訳されないが、RNA編集が起きなくなると、翻訳終結コドンは形成されず、レポータータンパク質が翻訳されることが期待される。まずPCR法とサザンブロット法により、rps14-gfp融合遺伝子が確かに葉緑体ゲノムに挿入されている株が約30株あることを確認した。現在、これらの形質転換株を用いてRNA編集を検出することが可能であるか検証中である。今後は、この株を用いてタグ付き突然変異体を多数作製し、RNA編集欠損株を選抜する。本年度は、RNA編集検出のための葉緑体ベクターの構築を行った。rps14遺伝子の5ユ末端ACGコドン(C→U編集される)を含む100ヌクレオチド領域を、蛍光タンパク質GFPと融合させたキメラコンストラクトを作製する。RNA編集が起こると、レポーター遺伝子コード領域の手前で翻訳集結コドン(UGA)が形成され、レポータータンパク質が翻訳されないように設計する。また、rps14遺伝子のACGコドンをあらかじめATG(翻訳開始コドン)に置換した葉緑体ベクターを作製する。このベクターに、rps14-gfp融合遺伝子と抗生物質耐性を付与するaadA遺伝子を含む発現カセットを挿入し、形質転換用コンストラクトとした。ポリエチレングリコール法により、このコンストラクトをヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに導入し、候補株を得た。PCR法とサザンブロット法により、rps14-gfp融合遺伝子が葉緑体ゲノムに挿入されていることを確認した。現在、この形質転換株を用いてRNA編集を検出することが可能であるか検証中である。本年度は、RNA編集検出用の葉緑体形質転換コケを作製した。rps14遺伝子の5'末端ACGコドン(C→U編集される)を含む100ヌクレオチド領域を螢光タンパク質GFPと融合させたキメラコンストラクトを、ポリエチレングリコール法により、野生型ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに導入し、候補株を得た。

前年度に作製した、rps14遺伝子の5'末端ACGコドン(C→U編集される)を含む約100ヌクレオチドの領域と蛍光タンパク質GFPを融合させたキメラコンストラクトを用い、ポリエチレングリコール法によって、野生型ヒメツリガネゴケの葉緑体ゲノムに導入した。その結果、約300株と多数の候補株を得た。これらの株では、RNA編集が起こると、レポーター遺伝子コード領域の手前で翻訳終結コドン(UGA)が形成され、レポータータンパク質が翻訳されないが、RNA編集が起きなくなると、翻訳終結コドンは形成されず、レポータータンパク質が翻訳されることが期待される。まずPCR法とサザンブロット法により、rps14-gfp融合遺伝子が確かに葉緑体ゲノムに挿入されている株が約30株あることを確認した。現在、これらの形質転換株を用いてRNA編集を検出することが可能であるか検証中である。今後は、この株を用いてタグ付き突然変異体を多数作製し、RNA編集欠損株を選抜する。
妊娠期の夫婦の役割調整方法とその役割調整を促すための看護介入の明確化

妊娠期の夫婦は、子育てに必要な育児・家事・生活習慣の修正・精神的支援における役割行動についてイメージし始めているが、まだ漠然とした状態であった。産後、夫婦が主体的に子育てに取り組むための予期的準備を促すためには、産後の生活の変化と必要な役割行動について情報提供を行うとともに、現在の役割調整に対する夫婦それぞれの評価を確認すること、さらには、互いに期待していることの表出を促し、夫婦間で確認することを支援する看護介入が有用である。本研究の目的の最終的な目的は、妊娠期に夫婦の役割調整を促すための個々に対する看護介入と集団に対する看護介入のあり方を明確化することであり、平成20年度は、看護介入指針作成のための第1段階の研究に着手した。第1段階の研究目的は、「妊娠期の夫婦は、育児期の生活や役割調整についてどのようにイメージしているか、そしてそれらに影響を与える要因を明らかにし、妊娠期の役割調整を促すための看護介入指針を作成する」ことである。この研究の開始にあたり、関連する学会などに参加し、子育て期の夫婦に関する研究の現状を情報収集するとともに文献検討を進め、研究計画を再度検討し、立案した。研究計画は、初めての子どもを妊娠中の妊娠中期以降の夫婦を対象とし、子どもが誕生した後の生活や夫婦それぞれの役割についてどのようにイメージしているか、また、それらのイメージにどのように影響していることは何かについて、夫婦一緒に半構成的面接を行うとした。現在、研究分担者が所属する2つの地域の総合病院に研究依頼をし、研究対象者の抽出と研究協力の依頼、データ収集を行っている段階である。研究依頼施設の倫理審査において、夫婦一緒にインタビューを行うための対象者の抽出方法、夫婦それぞれからの同意の得方に関する審査に時間を要したこと、夫婦ともに研究協力の同意が得られる確率が30%であることや、夫婦の都合のよい日時を調整するなど、計画以上の時間を要し、現在データ収集進行中である。平成21年度は、研究I<育児期の生活や夫婦の役割調整方法に対する妊娠期の夫婦のイメージとそれらに影響する要因>を継続させ、その結果より、看護介入指針を明確にすることを目的とした。研究対象者から得られたデータを分析した結果、妊娠期の夫婦の育児期の役割調整として、夫が育児役割を担いたいと自認している場合は、妻は夫ができることを行えるために調整することをイメージしていた。家事における役割に対して、妻が現在の役割調整を肯定的に評価している場合は、夫婦以外の実質的サポートを得ながら、現在の役割調整を継続させていくことをイメージしていた。生活習慣の修正における役割について、夫も結婚生活・妊娠生活を機として自己の生活習慣の調整を始めており、産後の育児・家事役割を担うためにも自己の時間の修正を継続させていく必要性をイメージしていた。精神的支援については、夫婦ともに産後の妻のマタニティブルーを懸念しており、夫は妻の話を聞く必要があるとイメージし、妻の育児に伴うイライラを受け止めてほしいと期待していた。これらの結果より、家事や生活習慣の修正における役割調整については、妊娠後に再調している夫婦が多く、産後も継続するための情報を提供することにより、産後の調整方法を明確にしていく介入が示唆された。育児における役割は夫婦ともにあいまいな状態であり、子どもを育てるために必要な育児について情報提供するとともに、夫が産後早期より育児にかかわる環境を整えるための方略に対する介入が必要である。精神的支援については、夫婦ともに産後のマタニティブルーを心配していたことより、マタニティブルーについての情報提供を行うとともに、夫婦のコミュニケーションについて妊娠中より振り返りながら考えていく必要性が示唆された。日本の妊娠中の準備教育は母親学級と両親学級というスタイルに分かれるために、母親を主体とした介入プログラムと夫婦を対象としたプログラムの作成が必要であると考える。初めての子どもを妊娠中の夫婦が、産後、主体的に子育てに取り組むために、3人での生活についてイメージすることができ、育児期における役割調整について予期的準備を行うことを目的とした介入プログラム試案を作成した。研究協力の承諾をいただけた施設のスタッフの意見を基に修正を行った介入プログラムを妊娠32週の夫婦1組に対して実施した。介入前と介入1か月後の介入目標に基づく自己評価の結果、夫は、子育てするために修正した方が良い生活習慣についてより具体的にイメージし、産後の家事役割行動、生活習慣の修正における役割行動を実施することをより明確にしていた。妻は、産後の育児における役割行動についてより具体的にイメージしていた。介入プログラムの中で実施した看護援助を質的に分類・整理した結果、〔産後の生活に必要な役割行動について情報提供を行う〕〔不安が表出された役割行動に対して具体的実践方法について情報提供を行う〕支援により産後の生活とそれに必要な役割行動をイメージすることを促していた。また、〔表出された役割行動に対する夫の期待に同意を示す〕〔夫婦それぞれがイメージしている役割行動に同意を示す〕〔役割行動を調整することのメリットについて提示する〕支援により、妻は夫に対する期待をより明確にし、夫も期待されている役割行動をより明確にすることができていた。〔夫婦それぞれが互いに期待するあるいは実施したいと考えている役割行動の表出を促す〕

〔夫婦なりに考えられている役割調整方法について肯定的に評価する〕支援により、対象夫婦は、互いの期待と実施したい役割行動がほぼ一致していることを確認することができていた。これらの看護介入プログラムに対して、介入実施1か月後のアンケートでは、夫婦それぞれが自分たちの役割について見直す機会であったとし、育児役割行動に対する情報収集、家事役割の分担について予期的準備を開始していた。
高度反応制御を可能とする構造体触媒反応システムを目指した触媒分子反応工学

持続可能な発展のためのグリーン触媒プロセスを開発するためには,ナノ反応場である触媒とマクロ反応場である反応器が一体となる構造体触媒を開発する必要がある。この反応システムついて調査研究を行い,次の成果を得た。1)報告会(3回):平成18年9月12日(苫小牧),平成18年11月1-2日(名古屋)平成19年1月5日(東京)2)出版:化学工学会編「進化する反応工学-持続可能社会に向けて-」槇書店(2006年10月)に,研究代表者と研究分担者は構造体触媒反応システムに関して,計91頁執筆した。これらの活動により,構造体触媒反応システムを学理と実理の両面で具体化するためには,目的の反応が所望の場所で高速かつ選択的に進行するように,活性点周りの分子レベルから反応器のマクロレベルにわたって物質・エネルギー移動を所望のベクトル(方向と速度)で制御できる構造化された反応場の設計・合成・操作法を構築する必要がある。そのためには,「構造化反応場」を軸にして,(1)ミクロレベルの機能分離型構造化反応場,(2)物質移動ベクトル制御型構造化反応場,(3)エネルギー移動ベクトル制御型構造化反応場,の3つの課題に分割して体系化を図る必要があることを明確にした。さらに,上記の成果を基に,構造体触媒反応システムの研究を推進するため,初期の目的である特定領域研究『構造化触媒反応場:物質・エネルギー移動のベクトル制御型グリーン反応システムの構築』(研究代表者:工学院大学五十嵐哲)研究期間:平成19-21年度,を申請した。
C^*-環の構造論とその記号力学系の分類への応用

記号力学系の分類理論をC^*-環の立場から構筑するために,記号力学系表現したいるλ-グラフシステムから構成されるC^*-環の代数的構造や,種々の重要な例を詳しく研究した。具体的には,Bck shifkを表現するCartor horizon λ-グラフシステムからできるC^*-環が単純であることを示し,そのK-群も計算することできた。またλ-グラフシステムの遺伝的不変集合て対応するC^*環のイデアルが1対1に対応していることを示され,λ-グラフシステムの周期点の構造も解明された。また記号力学系のC^*-環の作用という概念の定式化て成功し,その作用による接合積C^*-環のも構成された.このC^*環は記号力学系の作用の強シフト同値下で,その安定同型類を変えるい性質を持っており,従ってそのK-群型も不変にする.またこの強シフト同値という概念一般のHilber +C^*-双加群して対しても定式化し,C^*-双加群その新たな関連も提示された.Krieyrとは其同でone-Counter shifを研究した.記号力学系の分類理論をC^*-環の立場から構筑するために,記号力学系表現したいるλ-グラフシステムから構成されるC^*-環の代数的構造や,種々の重要な例を詳しく研究した。また記号力学系のC^*-環の作用という概念の定式化て成功し,その作用による接合積C^*-環のも構成された.このC^*環は記号力学系の作用の強シフト同値下で,その安定同型類を変えるい性質を持っており,従ってそのK-群型も不変にする.またこの強シフト同値という概念一般のHilber +C^*-双加群して対しても定式化し,C^*-双加群その新たな関連も提示された.Krieyrとは其同でone-Counter shifを研究した.具体的な記号力学系およびその表現であるλ-グラフシステムの計算例が不足しているので,オートマトン理論やエルゴード理論の専門家であるW.Krieger(ウォルフガング・クリーガー)教授をドイツ・ハイデルベルグ大学から9月に本学に共同研究のため招聘した。その後共同研究を推進するため九州大学に浜地敏弘教授と一緒に研究討論を行った。この共同研究の成果は,共同論文「Subshifts from one counter Markov codes」としてまとめられ,現在投稿準備中である。またダイク言語からできる記号力学系のK-群の計算結果が雑誌International J.Math.に掲載され,非可換エントロピーの計算公式を証明した論文もErgodic Theory and Dynamical Systemsに掲載された。記号力学系のC^*-環への作用やその接合積からできるC^*-環を導入し,論文にまとめ結果はJ.Reine Anegw.Math.に掲載されることになった。さらに言語の様々な階層からλ-graph systemを構成する方法を提案し,9月に行なわれた京都大学のRIMS研究集会に於て発表し,結果は論文にまとめる予定である。今年度は本研究計画の最終年度であり,記号力学系の分類理論をC^*-環の立場から構築するために,記号力学系のC^*-環への作用,λ-グラフシステムの周期点の研究,1-径数機械と呼ばれるコード系から得られる記号力学系のflow egmivalenceとC^*-環の安定同型類の研究,記号力学系の軌道同型類と対応するC^*-環の代数的同型類の研究を中心に行った。記号力学系のC^*-環への作用という概念を定式化し,その接合積C^*-環を定義した。このC^*-環は強シフト同値でそのK群型を変えないことが示され,結果は,J. Rene Angew. Math.誌に掲載された。λ-グラフシステムの周期点は記号力学系の不変量である力学系の周期点を与えるのでゼータ関数が現れることから分子ように大変大事な研究である。この成果はErgodic Theory Dynamrcal Systems誌に掲載された。1径数機械から生じるコード系から得られるC^*-環とその記号力学系の研究はその成果を近畿大学で行われた日本数学会でW. Krieger教授との共同発表の形で発表した。
磁性ジョセフソン接合を用いた超伝導任意位相差素子の実現とその回路応用

超伝導電子回路は、超伝導電子対の状態を表す超伝導巨視的波動関数の位相について、その量子化条件を満たすようにして設計される。本研究では、研究代表者らがこれまで検討してきた巨視的波動関数の位相を制御する超伝導位相シフト技術の発展を目的として、従来の磁性体パターンに替わり、磁性ジョセフソンπ接合を用いた任意の初期位相差を持つ任意位相素子の実現、さらに、本素子の導入による単一磁束量子回路の性能向上を目指している。平成30年度は、任意位相素子について数値計算に基づく検討を進めた。具体的には、素子に含まれる磁性ジョセフソンπ接合及び通常のジョセフソン接合(0接合)のそれぞれの臨界電流値とインダクタンス値を変化させたとき、素子の位相がどのように変化するかを調査した。その結果、各パラメータの調整により、初期位相差を0からπまで変化させることができることがわかった。また、各素子の位相差のバイアス電流依存性も調査した。一方、実験的検討として、磁性ジョセフソン接合の障壁層には、接合からの高い出力電圧に繋がるため、磁性層に加え、極めて薄い絶縁体を用いることを想定している。この薄い絶縁層は、高い接合容量を伴う。そこで、その効果を確認するため、誘電率の高い酸化ハフニウムを用いて通常の0接合を作製し、その特性評価を行った。その結果、直列に接続された接合の電流電圧特性に、特異な振る舞いが見られるものがあることがわかった。また、磁性層の候補としてNi複合材料を考えているが、まずは単体のNi薄膜を作成し、電気的特性を評価した結果、物性値の数倍程度の抵抗率が室温及び77Kで得られていることを確認した。任意位相素子として、初期位相差0からπまでの素子を得るための指針を見出すことができた。また、バイアス電流を加えた際、従来の接合では困難な位相差の領域であるπ/2からπまでの素子についての設計指針を得ることができたため。実際の回路への応用を念頭に、回路パラメータを考慮した任意位相素子の設計について、数値計算に基づく検討を行う。さらに、回路への適用性についての検討を数値計算により進める。一方、素子作製においては、磁性障壁層としてのNi複合材料の作成評価を進める。また、陽極酸化法を新たに導入して、素子作製プロセスの検討を進める。当初予定していた国際会議発表のための旅費に関して別予算の使用ができたこと、及び、その他効率的に使用することができたため残額が生じた。この分は、次年度の計画のために使用する予定である。使用計画として、ターゲット材、フォトマスク作製、基板材料、化学薬品、真空部品、デバイス作製用プロセスガスなど試料の作製評価に関わる消耗品等を予定している。