hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地域ブランド構築における戦略的ゾーニングの可能性

本研究の目的は地域間連携によるブランド構築である。地域ブランド構築の一手法である戦略的ゾーニングの中でも、特に地域間連携に注目し、現状を分析することで、その課題を整理した。その後、地域間連携によるブランド構築の先端事例の調査と分析を通して、ブランド化を目指した地域間連携のマネジメント・モデルを構築した。以上により、特に過疎地域を抱えるような地方における地域活性化の一助となる研究となった。本年度は、地域ブランド構築を目指した地域連携の先端事例である「日本で最も美しい村連合」の分析・モデル化のために、同組織に属する長野県の村々(木曽町、南木曽町、大鹿村、中川村)の調査を行うと同時に、観光における地域連携を促進する観光庁でのヒアリングをメインで行った。これらの調査をスムーズに行い、その成果を来年度につなげるために、毎月の定例研究会も実施した。メイン調査の一つである長野県の調査だが、同県内には「日本で最も美しい村連合」に属する村が全都道府県の中で最も多い。しかも、長野県会議という下位部会を設置しており、積極的な交流を行っていることが前年度の同組織の事務局である美瑛町での調査で明らかになったため、追加調査を行うことになった。具体的には、それぞれの村々が取り組む活動と長野県会議の概要や交流の実態などについて、村々を訪れ、インタビュー調査や視察を行った。その後、既存文献でのコラポレーションのモデルに基づきながら、これらの調査で得た知見を加えて、モデルの精緻化を進めている。来年度は、それを基に実証研究を行う予定である。本年度は、観光分野での地域連携である観光圏を提唱する観光庁へのインタビュー調査も行った。その結果、観光における地域連携の難しさ、国としての地域連携への関わりの限界など、地域連携におけるマイナス要因が明らかになった。この調査結果は、地域連携の限界と可能性として論文化したが、それと共に、先述のモデルの精緻化にも用いている。こうした研究成果によって、地域ブランド構築における地域連携モデルのベースを作ることができた。本研究の目的は、地域ブランド構築における戦略的ゾーニングの中でも特に連携型ゾーニングに着目し、現状の地域間連携を分析することでその問題点を洗い出すと共に、成功事例の分析を通して連携型ゾーニングのマネジメント・モデルを構築することである。初年度は当初の計画通り、日本国内で地域間連携に取り組む地域(京都府宇治市、北海道美瑛町、香川県直島)のデータ収集と分析を行った。その結果、「日本で最も美しい村連合」の取組みに焦点を絞ることとし、2年目以降、この連携型ゾーニングのマネジメント・モデル構築のために調査と分析を行うことになった。2年目では、国内の追加調査として、「日本で最も美しい村連合」の中でより積極的な活動を行っている長野県の地域(木曽町、大鹿村、伊那市)でインタビュー調査と視察を行った。それと共に、観光庁が提唱する地域間連携である観光圏の実態を探るべく同庁へヒアリングを行い、観光圏をはじめとする地域連携の実態とその限界についての分析を論文にまとめた。この二つの調査から、多くの地域間連携が抱える問題点を「日本で最も美しい村連合」は上手く対処していることがわかった。最終年度となる本年度は、「日本で最も美しい村連合」の東京事務局長への取材と、この連合組織のルーツとなっている「フランスで最も美しい村連合」に加盟する地域の視察を行った。その結果、「日本で最も美しい村連合」の組織は「フランスで最も美しい村連合」の活動を手本としながらも、独自の動きを展開しており、日本の組織が抱える問題等や国際性、世界的な展開の可能性なども明らかになった。以上の調査の結果からグラウンデッド・セオリー・アプローチを用いてマネジメント・モデルを構築することができ、今後、そのモデルを報告していく予定である。本研究の目的は地域ブランド構築における戦略的ゾーニング、特に連携型ゾーニングについてのマネジメント・モデルを構築し、地域活性化に活かすことである。当初の計画通り、初年度は連携型ゾーニングの先駆的事例を収集し理論モデルを検討するために、先ず最初に取材候補地の検討を行った。その結果、お茶や源氏物語でブランド構築に取り組む京都府宇治市、日本で最も美しい村連合の本部がある北海道美瑛町、瀬戸内国際芸術祭に参加する瀬戸内海の島々を取材候補地とした。研究の中盤では、それぞれの候補地でフィールドワークを行った。夏期の台風によって当初計画していた瀬戸内海の島々の調査は断念したが、瀬戸内国際芸術祭を主催する香川県庁へのヒアリングは行うことができた。また、宇治市のブランド構築の取り組みに関しては、特に源氏物語千年紀事業に関して京都府へのフォローインタビューを行った。日本で最も美しい村連合の本部がある美瑛町では、美瑛町独自のブランド構築への取り組みに関しての取材も行うことができた。研究の後半では、フィールドワークの成果を基に、理論モデルの検討を行った。その結果、連携型ゾーニングに関しては地域間の温度差とアクター・組織の問題が大きいことが明らかになった。

この課題に対して、日本で最も美しい村連合に加盟する長野県の町村の取り組みについての追加調査が必要であること、瀬戸内国際芸術祭に参加する島々への調査を再度試みる必要があることが分かった。その後、フィールドワークの成果を形として残すために、それぞれの地域のブランド構築に関するケース作成のための検討を行った。本年度は、当初予定していた研究対象である「日本で最も美しい村連合」の原型である「フランスで最も美しい村連合」の調査を行っていない。ただし、その理由はあくまでも個人的な理由のためであり、国内での精力的な調査によって、地域連携モデルに関する調査は順調に行うことができた。また、本年度、実行できなかった「フランスで最も美しい村連合」の調査は、来年度計画している。研究の初年度は、国内における連携型ゾーニングの先駆的な事例を収集・分析し、理論モデルの検討を行うことであった。そして、当初の計画通り、国内の先駆的な地域として3つの地域(宇治市、美瑛町、香川県)を取材することができた。ただ、夏期の台風によって当初予定したフィールドワークが一部分で終わってしまった地域や追加取材が必要な地域も出てきたが、これは研究計画でも予想していた範囲であり、研究の2年目に行うことができるため、研究そのものの進展に支障はないと考えている。本年度は個人的理由のために、当初予定していた「フランスで最も美しい村連合」の調査を行うことができなかった。しかし、「フランスで最も美しい村連合」の調査計画は進めており、この調査は来年度行う予定である。そのために研究費も次年度に残している。次年度は調査結果の分析に時間をかける予定であったが、国外調査も行うことになったため、その他の実証研究(地域連携に関する定量調査)を前倒しで進める予定である。次年度は本年度の研究の中で取材が不十分であった地域(瀬戸内国際芸術祭に参加する島々ー直島、犬島、小豆島など)と追加取材を行う地域(日本で最も美しい村連合に加盟する長野県の町村ー木曽町、大鹿村など)を行い、理論モデルの精緻化を試みていく。そのために、先ず最初に初年度で明らかになった課題を更に検討し、次年度のフィールドワークを計画し、遂行していきたい。次年度の研究計画では海外における連携型ゾーニングを取材する予定であったが、取材候補地であるフランスで最も美しい村連合の活動のメインが夏期であり、国内の取材と時期が重なることから、本年度の研究の中で明らかになった課題を優先する予定である。これも研究計画の想定範囲であり、問題ないと考えている。次年度は、当初計画よりも一年遅れで「フランスで最も美しい村連合」の調査を行う予定である。個人的理由のために実施できなかった昨年度のフランス調査の予算を残すことになったため、それらを本年度のフランスでの調査費用に充てる予定である。それ以外では定量調査を予定しているが、金額によってはインターネット等を用いた調査を行って予算を削る等、研究費を有意義に使えるようにしていきたい。本年度は夏期の台風によってフィールドワークができなかった地域が一部あったことと研究代表者の体調のために医師の指示により後期の調査が制限されたため、繰越金(43万3506円)が発生した。
雲仙岳噴火による心理的影響の実態調査及び精神保健援助システムの確立

平成5年6月、避難住民を対象に一般健康調査(GHQ)を行った。第1回調査(平成3年11月)あるいは第2回調査(平成4年6月)と第3回調査の両方に回答した避難住民を対象に、第1回および第2回調査における各ストレス度群の住民が第3回調査ではどのストレス度群に移行したのかを検討した。1)第1回調査で「高いストレス度」の住民をみると、その55.5%が第3回調査で「普通のストレス度」あるいは「やや高いストレス度」に軽快しており、第3回調査時点でもなお「高いストレス度」のままであったのは44.5%であった。2)第2回調査で「高いストレス度」とされた住民は、その44.8%が第3回調査で「普通のストレス度」あるいは「やや高いストレス度」に軽快しており、第3回調査時点でもなお「高いストレス度」のままであったのは55.2%であった。3)「ストレス度が高く、注意を要する」住民は、第1回調査は19.8%であったが、第2回調査では17.0%、第3回調査では17.0%となっていた。4)「ストレス度がやや高く、幾分注意を要する」住民は、第1回調査が47.1%、第2回調査では41.1%、第3回調査では39.6%となっていた。5)「ストレス度が普通で、特に問題はない」住民は、各々33.1%、41.9%、42.9%となっていた。次に、避難地区と土石流被害地区別にストレス度分布をみると、「ストレス度が高い」住民は、避難解除地区で土石流被害を受けた地区に著しく多かった。健康相談や健康診断、保健婦訪問活動などの(早期)支援組織は有効に機能したと考えられるが、復興の糸口さえない状況では遷延性に存在する精神症状に対する支援方法の確立が必要である。平成3年11月と平成4年6月の2回、16歳以上の避難住民を対象にして一般健康調査(GHQ)を行ない、次の点を確認した。1.「ストレス度が高く、注意を要する」人は、第1回調査では20%であったが、第2回調査では17.0%となり、約3%減少した。2.「ストレス度がやや高く、幾分注意を要する」人は、第1回調査の47%から第2回調査の41%へと、6%減少していた。3.「ストレス度が普通で、特に問題はない」人は33%から42%へと9%増加していた。一方、自然災害のない対照地域をみると、1.「ストレス度が高い」人は0.6%に過ぎず、2.「ストレス度がやや高い」人は9%、3.「ストレス度が普通」の人は90%となっており、長期の自然災害が住民にもたらすストレスが如何に大きく持続的なものかが明らかになった。一方、第1回調査の結果を受けて、1.健康診断・健康相談、2.保健婦訪問活動、3.訪問相談員の訪問、などを中心にした支援活動が組織された。その結果、精神的健康度はやや回復傾向を認めた。訪問活動自体も避難住民から違和感なく円滑に受容されるようになり、訪問対象者以外の住民もサポートするという波及効果も生まれた。これらの精神保健援助システムは極めて有効性の高いものであったと評価できる。

第1回調査(平成3年11月)あるいは第2回調査(平成4年6月)と第3回調査の両方に回答した避難住民を対象に、第1回および第2回調査における各ストレス度群の住民が第3回調査ではどのストレス度群に移行したのかを検討した。1)第1回調査で「高いストレス度」の住民をみると、その55.5%が第3回調査で「普通のストレス度」あるいは「やや高いストレス度」に軽快しており、第3回調査時点でもなお「高いストレス度」のままであったのは44.5%であった。2)第2回調査で「高いストレス度」とされた住民は、その44.8%が第3回調査で「普通のストレス度」あるいは「やや高いストレス度」に軽快しており、第3回調査時点でもなお「高いストレス度」のままであったのは55.2%であった。3)「ストレス度が高く、注意を要する」住民は、第1回調査は19.8%であったが、第2回調査では17.0%、第3回調査では17.5%となっていた。4)「ストレス度がやや高く、幾分注意を要する」住民は、第1回調査が47.1%、第2回調査では41.1%、第3回調査では39.6%となっていた。5)「ストレス度が普通で、特に問題はない」住民は、各々33.1%、41,9%、42.9%となっていた。次に、避難地区と土石流被害地区別にストレス度分布をみると、「ストレス度が高い」住民は、避難解除地区で土石流被害を受けた地区に著しく多かった。健康相談や健康診断、保健婦訪問活動などの(早期)支援組織は有効に機能したと考えられるが、復興の糸口さえない状況では、遷延性に存在する精神症状に対する支援方法の確立が必要である。
薬剤耐性菌の高確度検出を目指した抗体ナノ粒子プローブ－反応熱分解分析法の高性能化

アタッチメント式抗体磁性ビーズプローブと反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法を連結した新規分析手法を開発した。この方法により、特定の細菌を選択捕集し、得られた菌体中の脂肪酸成分を高感度に検出することに成功した。さらに、この手法を消毒薬耐性菌の分析に応用したところ、検出された脂肪酸成分の化学組成の違いに基づいて、消毒薬耐性をもつ大腸菌を迅速かつ簡便に検出することも可能になった。細菌混合系から任意の細菌のみ選択捕集できる、汎用型のアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブの開発を試みた。本実験では、ある特定の動物(ここではウサギに設定)に由来する抗体に特異的に作用する抗体磁性ビーズ(Sheep anti-Rabbit IgG, Invitrogen社)を基質として使い、そこへウサギ由来の1次抗体(ここでは大腸菌に対する抗体を使用)を抗体-抗原反応により結合させる方策を採用した。この抗体-抗原反応を高効率に進行させるための反応条件を検討した。その結果、抗体磁性ビーズと抗体の混合比を5:1に、また反応温度と反応時間をそれぞれ室温および30分間に設定することにより、最も捕集効率の高い抗体ビーズを調製できることを見出した。これにより、1次抗体の種類を変更することにより、捕集対象となる菌種を容易に変えることが可能なプローブを新たに合成することに成功した。次に、こうして調製したプローブにおける捕集菌種の選択性評価を、大腸菌と水素細菌の混合系を試料系に用いて行った。まず、その混合系にアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブを添加した後、37 °C下で20分間撹拌して、大腸菌のみをプローブ捕集した。その後、磁石をあてがって回収した大腸菌-プローブ間の複合体を、マトリックス試薬として2,4,6-トリヒドロキシアセトフェノンを用いたマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法(MALDI-MS)測定に供した。その結果、得られたスペクトル上には、大腸菌の細胞膜成分に由来するシグナルのみが明瞭に観測された。以上のことから、本実験で作製したプローブにより、細菌の混合系から所望する菌種のみを選択的に捕集回収し、その細胞構成成分の構造キャラクタリゼーションを迅速かつ簡便に行うことが可能になった。初年度に開発したアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブを、マトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析法(MALDI-MS)と連結した手法を利用して、消毒薬耐性菌の迅速判別を試みた。ここでは、近年、病院感染源として重要視されているトリクロサン耐性菌に注目して、その簡便かつ迅速な検出法の開発を目指した。まず、水素細菌と大腸菌の混合系から大腸菌を選択捕集するためにプローブ捕集条件の最適化を行った。その結果、37°C下で20分間捕集を行って得られたプローブ-大腸菌試料のMALDI質量スペクトル上には、大腸菌に由来するリン脂質ピークしか検出されず、当該条件が大腸菌の選択捕集に最適であることが分かった。なお、これらのリン脂質ピークはアシル基の総炭素数が30から36個、また二重結合数が0から2個までの一連のホスファチジルエタノールアミン(PE)およびホスファチジルグリセロール(PG)類であると同定された。そこで、この手法を消毒薬耐性菌に応用したところ、通常菌と耐性菌では、同じ種類のリン脂質が共通して観測された。しかし、これらのリン脂質の分布は大腸菌における消毒薬(トリクロサン)耐性の有無によって微妙に変化しており、それらの相対強度データを基にして多変量解析による統計処理を行うことで、消毒薬耐性を備えた大腸菌を迅速かつ簡便に検出することも可能になった。以上のように、本実験の実施により、細菌の混合系から所望する菌種のみを選択的に捕集回収し、その消毒薬耐性の有無を迅速かつ簡便に判別することが可能になった。交付申請書に記載した研究実施計画の内容をほぼ達成できたため。開発したアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブを、反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(反応熱分解GC/MS)と組み合わせた新規分析技法を構築した。この新計測技法を利用して、特定の細菌種を選択捕集し、さらに、その細菌中に含まれる脂肪酸成分の高感度な組成分析を行うことを目指した。まず、試料として大腸菌を使用して、反応熱分解に関する諸条件の適正化を行った。その結果、反応試薬として強有機アルカリの一種である水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)を使用し、その濃度および反応温度をそれぞれ25 wt%および400度に設定した時に、最も高い効率で持って試料の反応熱分解が進行することを見出した。それらの反応条件下で得られた大腸菌試料のガスクロマトグラム上には、炭素数が12から19、また不飽和度が0あるいは1の一連の脂肪酸成分(10成分)が対応するメチルエステルとして明瞭に観測された。次に、この手法を消毒薬(トリクロサン)に耐性をもつ大腸菌に応用したところ、通常菌と耐性菌では、同じ種類の脂肪酸成分が共通して観測されたが、それらの脂肪酸成分の分布は大腸菌における消毒薬耐性の有無によって微妙に変化することが明らかになった。そこで、それらの相対強度データを基にして、コンピュータ支援によるバイオインフォマティックスの手法を活用して統計処理を行った。具体的には、主成分分析法を利用し、10成分の脂肪酸組成データを第1および第2主成分からなる2次元プロットまでデータ情報を集約した。

その結果得られたプロット図上では、通常菌と耐性菌ははっきりと識別されており、今回開発した手法によって、消毒薬耐性を備えた大腸菌を迅速かつ簡便に検出することが初めて可能になった。アタッチメント式抗体磁性ビーズプローブと反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法を連結した新規分析手法を開発した。この方法により、特定の細菌を選択捕集し、得られた菌体中の脂肪酸成分を高感度に検出することに成功した。さらに、この手法を消毒薬耐性菌の分析に応用したところ、検出された脂肪酸成分の化学組成の違いに基づいて、消毒薬耐性をもつ大腸菌を迅速かつ簡便に検出することも可能になった。交付申請書に記載した「研究実施計画」の内容をほぼ達成できたため。開発したアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブを、反応熱分解ガスクロマトグラフィー/質量分析法(反応熱分解GC/MS)と組み合わせた分析技法を構築する。この新計測技法を利用して、1)細菌混合系から特定の細菌種を捕集し、2)その細菌中に含まれる脂肪酸成分の高感度な組成分析を行うことを目指す。こうして得られた脂肪酸組成データを基にして、消毒薬耐性菌を通常菌からはっきりと迅速識別することを試みる。さらに、薬剤耐性菌における細胞膜脂肪酸の構造や存在比の情報と、耐性作用の強さとの相関をコンピュータ支援されたバイオインフォマティックスの手法を活用して多変量解析する。この統計解析を多種類の菌種にわたって系統的に行うことにより、細菌のおける耐性作用の発現メカニズムを細胞膜脂質の構造の観点から解明する。分析化学開発したアタッチメント式抗体磁性ビーズプローブとMALDI-MSの連結手法を、消毒薬耐性菌の迅速判別に応用する。ここでは、近年、病院感染源として重要視されているトリクロサン耐性菌に注目して、その簡便かつ迅速な検出法の開発を目指す。具体的には、開発したプローブを使って、細菌種の混合系からトリクロサン耐性をもつ細菌を選択捕集し、得られた複合体試料をMALDI-MS測定に供する。その結果得られる、細胞膜脂質に由来するホスファチジルエタノールアミン類およびホスファチジルグリセロール類などのピーク情報を手掛かりに用いて、トリクロサン耐性菌を通常菌からはっきりと迅速識別することを試みる。なお、ピーク情報の解析においては、コンピュータ支援による多変量データ解析(主成分分析法など)を活用して行う。消耗品の値引きにより次年度使用額が生じた。次年度の消耗品購入にあてる。
ヒッグス自己4点結合に現れる新物理学の模型の効果とその線形加速器での検証可能性

本研究計画の目的は、素粒子の質量の起源と考えられている電弱対称性の自発的破れ(ヒッグスセクター)を研究することで将来の加速器実験で検証することを通じ、現在の素粒子標準模型を超えた「新しい物理学」(new physics)の方向性を明らかにすることにあった。特に真空の構造を決定するヒッグスポテンシャルを実験的に明らかにするためにはヒッグス場の質量を測るだけでは不十分で、ヒッグス場の自己相互作用を測定する必要がある。我々はヒッグス場の自己相互作用に現れる新物理学の効果をヒッグスセクターを新物理学模型の低エネルギー有効理論と考え、ヒッグス自己結合に対する新物理学の効果を研究した。同様な手法でトップクォークとヒッグス場の結合(湯川結合)が高いスケールの物理理論の効果によって標準模型の値からどのくらいずれるかを現在の実験データと理論的な要請からくる制限を考慮して研究した。さらにヒッグスの結合定数の値に新物理学によるずれがある場合に、LHC実験および線形加速器(ILC)実験で検証することができるかを研究した。たとえば平成18年度の研究は、ILCでの電子陽電子衝突実験で、トップ湯川結合が関与する反応過程を研究し、その生成や崩壞の確率(断面積)を有効理論に基づいて計算し、実際にどれほどの新物理学の効果がトップ湯川結合にあれば、これらのプロセスに関する標準模型の予言からのずれが線形加速器で検証できるかを定量的に明らかにした。その成果は論文として出版した。さらに平成19年度は、同様な手法でLHC実験でのヒッグス生成プロセス(W混合プロセス、グルオン混合プロセス)を研究した。特にグルオン混合によるヒッグス単生成および対生成プロセスを詳しく調べ、対生成過程では、ヒッグス自己結合およびトップ湯川結合が新物理学模型の効果でずれた場合に生成断面積は非常に大きくなり、LHC実験でも十分検出できる可能性があることを見出した。研究成果はすでに今年の3月に国際会議でも発表し、現在論文を出版準備中である。本研究計画の目的は、電弱対称性の自発的破れの機構(ヒッグスセタクター)の詳細を将来の加速器実験で検証するkとにより、素粒子標準模型を超えた「新しい物理学」の概要を明らかにすることにある。ヒッグスポテンシャルの決定にはヒッグス場の自己3点および4点結合を独立に測定することが必要である。ヒッグス場の基本性質を使いヒッグス4点結合を決定する可能性を探る。さらにいろいろな新物理学の模型でヒッグス自己結合および湯川結合、ゲージ結合への影響を計算し、将来加速器でこれらの結合定数を測定することによって「新物理学」の解明を目指す。平成18年度では、まずヒッグスポテンシャルの構造を研究して、次元6のオペレータまで考慮し、有効理論に現れる「新物理学」の効果を調べ、関連した文献を精査した。また、ヒッグスが関与する結合の研究のためにヒッグス生成に関するベクトルボソンフュージョンの有効性を調べた。さらに準備として、トップ湯川結合に影響を及ぼす次元6の高次演算子の効果が、電子陽電子衝突からのベクトルボソンフュージョンによるヒッグス生成を通じたトップ対生成のの生成断面積に対して、どのように影響するかを、現在得られているデータと理論的制限を考慮して計算し、論文として出版した(Kanemura, Nomura, Tsumura, Physical Review D 74 (2006)076007)。この研究はさらに拡張してヘリシティの情報を取り組むことを進めている。また、拡張ヒッグス模型に特有な荷電ヒッグスとゲージ場の結合(WZH+)に注目し、さまざまな新物理学に藻続くヒッグス模型で、この結合がどのような値をとりえるかを研究し、大型ハドロン加速器でのWZフュージョン過程でこの結合により生成する荷電ヒッグスの生成断面積を計算した。さらにバックグラウンド解析をすることによって、この荷電ヒッグス生成過程がどの模型であれば実験で検証できるほど重要になるかを定量的に研究し論文としてまとめた(Asakawa, Kanemura, Kanzaki, Physical Review D, in press)本研究計画の目的は、素粒子の質量の起源と考えられている電弱対称性の自発的破れ(ヒッグスセクター)を研究することで将来の加速器実験で検証することを通じ、現在の素粒子標準模型を超えた「新しい物理学」(new physics)の方向性を明らかにすることにあった。

さらに平成19年度は、同様な手法でLHC実験でのヒッグス生成プロセス(W混合プロセス、グルオン混合プロセス)を研究した。特にグルオン混合によるヒッグス単生成および対生成プロセスを詳しく調べ、対生成過程では、ヒッグス自己結合およびトップ湯川結合が新物理学模型の効果でずれた場合に生成断面積は非常に大きくなり、LHC実験でも十分検出できる可能性があることを見出した。研究成果はすでに今年の3月に国際会議でも発表し、現在論文を出版準備中である。
食物アレルギーが関与するアトピー性皮膚炎の病態に関わる未知のマスト細胞機能の解明

食物アレルギーでは腸管のマスト細胞が主要なエフェクター細胞として働いている。しかし、腸管マスト細胞の機能や分化を調節する因子はよくわかっていない。本研究では、腸管マスト細胞の分化に関与するサイトカインTGF-βに対する反応の一部が、転写調節因子EHFにより担われていることを明らかにした。また、マスト細胞上に発現するNotch受容体を介したシグナルも腸管マスト細胞の分化に寄与しており、食物アレルギーマウスモデルにNotchシグナル阻害剤を投与すると食物アレルギーに伴う症状を軽減できることを示した。本研究は、食物アレルギーが関与するアトピー性皮膚炎の発症機序をマスト細胞機能の観点から解明していくことを目的としている。平成27年度の研究では、主にマスト細胞機能を調節している未解明の因子についての解析を行った。抗原刺激されたマスト細胞はTh2サイトカインを産生、放出する。本研究において、マスト細胞表面に発現しているNotch受容体を介したシグナルがこれらのサイトカイン産生量の調節に寄与していることを明らかにし、その分子的な機序を解明した。特に、Notchシグナルはマスト細胞のIL-4産生を顕著に増強させており、アレルギー疾患の増悪や慢性化にこの機序が関与している可能性が示唆された。また、免疫抑制性サイトカインTGF-βはマスト細胞の活性化に関与するIgE受容体FcεRIやstem cell factor受容体c-Kitの発現量を低下させ、マスト細胞の活性を抑制する。本研究において、転写調節因子ets homologous factor (Ehf)がTGF-βのシグナルを仲介することを示した。Ehfの機能はあまり知られていなかったが、マスト細胞においてTGF-β存在下で発現が誘導され、EhfはFcεRIやc-Kitの構成分子をコードする遺伝子の転写を抑制する転写抑制因子であることが明らかとなった。マスト細胞機能の抑制機序は活性化の機序ほどはわかっていないが、アレルギー疾患の増悪や慢性化の仕組みを解明する上で抑制機序に関する知見は欠かせない。さらに現在、食物アレルギーマウスモデルを用いて、腸管のマスト細胞分化にNotchシグナルが関与しており、Notchシグナルの阻害が食物アレルギーの諸症状の緩和に有効であることを明らかにする研究を進めている。Notchシグナルがマスト細胞のTh2サイトカイン産生を増強する機序を明らかにした論文と、TGF-βによるマスト細胞活性化抑制の機序に転写調節因子Ehfが関与していることを報告した論文を学術誌に投稿し、受理されている。また、食物アレルギーマウスモデルを用いた腸管マスト細胞分化の機序の解明と、その制御による食物アレルギー症状の緩和に関する研究は、すでに論文にまとめ投稿中であり、現在査読者から指摘された実験を行っている。以上のことから、マスト細胞の分化、機能発現に関与する因子の解析についてはかなり順調に進展していると判断している。しかしながら、アトピー性皮膚炎様の皮膚症状を呈する食物アレルギーマウスモデルを用いた解析については、動物施設の移転に伴う実験の中断があり、やや進展が遅れている。本研究は、食物アレルギーが関与するアトピー性皮膚炎の発症機序を、マスト細胞機能の観点から解明していくことを目的としている。平成28年度の研究では、食物アレルギーに伴う諸症状の惹起に重要な腸管マスト細胞の分化誘導因子の解明と、その制御による食物アレルギー症状の抑制について研究を行った。食物アレルギーの発症機序はIgE依存性とIgE非依存性の2つのタイプに分類されるが、大半はIgE依存性であり、症状の惹起にマスト細胞が中心的な役割を果たしている。中でも、腸管粘膜に存在するマスト細胞の数と食物アレルギー症状の重症度に相関があることが知られていることから、腸管マスト細胞が食物アレルギーに伴う諸症状の惹起に重要であると考えられている。しかしながら、腸管マスト細胞の詳細な機能や分化過程、それらを制御する方法についてはほとんど解明されていなかった。本研究では、まず、マウス骨髄細胞から分化誘導させて作製した骨髄由来マスト細胞を用い、腸管粘膜に存在する粘膜型マスト細胞の分化・成熟にマスト細胞表面に発現するNotch受容体を介したシグナルが寄与していることを明らかにした。次に、IgE依存性食物アレルギーマウスモデルを作製し、短期間Notchシグナル阻害剤を投与すると、食物アレルギーによって誘導される腸管粘膜のマスト細胞数の増加が抑制されることを示した。さらに、腸管マスト細胞の増加抑制により、食物アレルギーによって惹起される消化器症状やアナフィラキシーによる体温低下が緩和された。短期間のNotchシグナル阻害剤投与は、リンパ球の分化やT細胞のサイトカイン産生に影響を与えず、皮膚のマスト細胞数にも変化は認められなかった。以上の結果から、腸管の粘膜型マスト細胞分化にNotchシグナルが寄与しており、これを標的として食物アレルギーに伴う諸症状の制御が可能であることが示された。平成28年度に、Notchシグナルが腸管マスト細胞の分化に寄与する機序の解明とその制御によって食物アレルギー症状を緩和できることを示した論文を学術誌に投稿し、掲載された。食物アレルギーの発症に関わるマスト細胞の分化や機能発現の機序の解析については、当初の計画以上に進展していると考えている。アトピー性皮膚炎様の皮膚症状を呈する食物アレルギーマウスモデルの解析については、動物施設の移転に伴う実験の中断があったためやや遅れているが、現在精力的に解析を行っており、今年度中には論文作製に必要なデータが得られる予定である。平成29年度の研究では、主に腸管マスト細胞の抗原提示細胞としての機能の解析を行った。これまでの研究から、マスト細胞

欠損マウスW/WvにMHC class II分子欠損マスト細胞を移入したマウスでは、食物アレルゲンの摂取により皮膚に湿疹様の病変が現れることが明らかになっている。マスト細胞のMHC class II分子の欠損が皮膚病変に関与していることから、マスト細胞が抗原提示細胞として何らかの機能を果たしていると考えられる。しかし、生体内においてどのマスト細胞がMHC class IIを発現しているのか、その役割は何であるのかについては不明である。平成29年度の研究により、小腸粘膜のマスト細胞の一部がMHC class IIを発現しており、食物アレルギーを発症させたマウスではMHC class II陽性マスト細胞の数と割合が顕著に増加することを見出した。また、この腸管マスト細胞は腸管抗原提示細胞に特徴的な分子CX3CR1も発現しており、抗原提示細胞様の形態をもつことが示された。さらに、in vitroの実験系において、骨髄由来マスト細胞をNotchリガンド存在下で培養することにより、MHC class IIとCX3CR1を発現するマスト細胞を作製することができた。MHC class II陽性マスト細胞は、IgE受容体に結合した抗原特異的IgEを介して抗原を細胞内に取り込み、ヘルパーT細胞に抗原提示し、Th17分化を誘導することを確認した。以上のことから、MHC class II陽性マスト細胞は抗原提示細胞として機能しうることが示された。食物アレルギーでは腸管のマスト細胞が主要なエフェクター細胞として働いている。しかし、腸管マスト細胞の機能や分化を調節する因子はよくわかっていない。本研究では、腸管マスト細胞の分化に関与するサイトカインTGF-βに対する反応の一部が、転写調節因子EHFにより担われていることを明らかにした。また、マスト細胞上に発現するNotch受容体を介したシグナルも腸管マスト細胞の分化に寄与しており、食物アレルギーマウスモデルにNotchシグナル阻害剤を投与すると食物アレルギーに伴う症状を軽減できることを示した。最優先課題としては、現在投稿中の食物アレルギーマウスモデルを用いた腸管マスト細胞分化の機序の解明と、その制御による食物アレルギー症状の緩和に関する論文の改訂原稿を作製し、再投稿する。動物施設の移転作業に伴い中断していたアトピー性皮膚炎様の皮膚症状を呈する食物アレルギーマウスモデルを用いた解析を再開し、平成28年度は当初予定していた解析に加え、これまでの研究で明らかとなったマスト細胞の分化・機能発現を調節する因子に関する知見を加味した解析も行う。平成29年度には研究成果を論文にまとめ、学術誌に投稿したいと考えている。最優先課題として、アトピー性皮膚炎様の皮膚症状を呈する食物アレルギーマウスモデルの解析に取り組み、論文作製に必要なデータを得る。研究に必要なモデルマウスは作製済みであり、データの取得には特に問題ないと考えている。
動態的三層構造理論を基礎とする農村景観計画理論の研究

本年度は、3ヵ年の研究の総合的とりまとめとして、農村景観計画理論の構築に焦点をあてて研究を行った.農村景観の変容と景観ユニット、景観の構造と景観評価、景観評価法の3つの視点から検討を加えた.また、景観評価については、新たに歴史的伝統的文化的景観を対象とした調査を実施した.具体には、埼玉県三好町三富新田を対象地域とする地域住民による景観評価を行うとともに、その景観を維持し保全し管理する主体である農業経営者を対象とするインタビュー調査も実施し、歴史的伝統的文化的農村景観の保全について考察を行った.評価対象となる三富新田の近隣に居住する都市住民は歴史的伝統的文化的農村景観を極めて高く評価していることが明らかになったが、他方、それを今日まで維持保全し管理を行ってきた主体である農業経営者にはそれを維持保全することに対する極めて消極的態度が見られ、農業所得を補完し生計を安定させる経済的措置がその景観の維持保全にとっては不可欠であることが明らかにされた.さらに、昨年度に引き続き、茨城県常総台地(鉾田町)において、1873年、1940年、1975年および1995年の4時点におけるオキュペイション・レベルとしての土地利用を把握し、土地利用およびその変化とアピオティック・レベルとしての自然立地単位との関係を検討するとともに、農村景観におけるユニット性の存在につて再検討した.農業経営の拡大等農業経済活動の発展に伴う農村景観の変容が明確に把握されたが、その変容、すなわち農業経済活動がもたらす景観の変容には未だ景観のユニット性を確認することはできたが、しかし、戦後の高度経済成長に伴う都市化が、そうした景観のユニット性を撹乱し破壊していることが明らかにされた.すなわち、鉾田町のように大都市の影響から隔離されているとみなされる遠隔農村地域といえども、農業集落における宅地の増大が景観変容の大きな要因であるとともに、景観のユニット性を崩壊させる要因ともなっている.本年度は、3ヵ年の研究の総合的とりまとめとして、農村景観計画理論の構築に焦点をあてて研究を行った.農村景観の変容と景観ユニット、景観の構造と景観評価、景観評価法の3つの視点から検討を加えた.また、景観評価については、新たに歴史的伝統的文化的景観を対象とした調査を実施した.具体には、埼玉県三好町三富新田を対象地域とする地域住民による景観評価を行うとともに、その景観を維持し保全し管理する主体である農業経営者を対象とするインタビュー調査も実施し、歴史的伝統的文化的農村景観の保全について考察を行った.評価対象となる三富新田の近隣に居住する都市住民は歴史的伝統的文化的農村景観を極めて高く評価していることが明らかになったが、他方、それを今日まで維持保全し管理を行ってきた主体である農業経営者にはそれを維持保全することに対する極めて消極的態度が見られ、農業所得を補完し生計を安定させる経済的措置がその景観の維持保全にとっては不可欠であることが明らかにされた.さらに、昨年度に引き続き、茨城県常総台地(鉾田町)において、1873年、1940年、1975年および1995年の4時点におけるオキュペイション・レベルとしての土地利用を把握し、土地利用およびその変化とアピオティック・レベルとしての自然立地単位との関係を検討するとともに、農村景観におけるユニット性の存在につて再検討した.農業経営の拡大等農業経済活動の発展に伴う農村景観の変容が明確に把握されたが、その変容、すなわち農業経済活動がもたらす景観の変容には未だ景観のユニット性を確認することはできたが、しかし、戦後の高度経済成長に伴う都市化が、そうした景観のユニット性を撹乱し破壊していることが明らかにされた.すなわち、鉾田町のように大都市の影響から隔離されているとみなされる遠隔農村地域といえども、農業集落における宅地の増大が景観変容の大きな要因であるとともに、景観のユニット性を崩壊させる要因ともなっている.本年度は、先ず、農村景観理解のための概念的枠組みの検討を行った。すなわち、バイオテック、アビオテック、およびオキュペイションの3レベルの畳重によって農村景観は構成されており、さらに、オキュペイションのレベルは静態的空間機能と動態的空間機能とに分けられる、というものである。オキュペイション・レベルでは、「景観ユニット」の概念を付け加えるとともに、この景観ユニットが時代状況の下で変更される過程を通じて農村景観の変容がもたらされるというように、概念的枠組みの修正が図られた。実証地域の1つは、景観ユニットの変更が強く見られる北海道士幌町を取り上げた。現況の土地利用、社会経済的統計データ(国際調査、農林業センサス、農村地域整備状況調査など)の収集を行い、データベースの構築を図った。もう1つの実証地域として茨城県猿島町を取り上げた。さらに、都市化前線地帯からも実証地域を抽出することとし、そこにおける土地利用の変容に関する従来の実証研究を系統的に整理、論評した。また、農村的土地利用から都市的土地利用への空間的変容プロセスに関する文献サーベイを行った。そして、東京大都市圏における都市化の前線地帯として、つくば市における土地利用変化の実態調査を実施した。また、都市化前線地帯にあるつくば市においては、さらに、緑地の分布状況、緑地の形態、緑地の種類などについての実態調査を進めるとともに、緑地の大小といった緑地の規模の違いが、緑地が存在する状況の違いと併せて、その緑地の有する機能に関する地域住民の評価においては、大きな違いがあることを明らかにした。我が国の平均的畑作地域として取り上げた猿島町の実態調査からは、動態的空間機能が静態的空間機能を脅かすほどの現象は鮮明に見ることができない。農家レベルでの詳細な調査と分析が必要であることが予測される。

昨年度に引き続き本年度も、都市化前線地帯としてのつくば市における緑地の分布状態、緑地の形態、緑地の種類などについての実態把握を行うとともに、緑地の規模の相違が景観やアメニティーなど諸機能に与える影響等について、地域住民による評価を実施した。他方、地理情報システムを援用して東京大都市圏の土地利用の変化を細密数値情報をデータとして解析し、都市から40km以遠では宅地化が急速に進行していることが明らかになった。また、概念的枠組みの検討を通じて導入された景観ユニットの概念を検討すべく、農村景観の変容と景観ユニットとの関係を明らかにするための基礎的な調査を実施した。そのための具体の実証地域として、茨城県猿島台地(猿島郡)と茨城県常総台地(行方郡)を取り上げ、オキュペイション・レベルとして現況土地利用(過去および現在)、社会経済的統計データ(国勢調査、農林業センサス、農村地域整備状況調査など)、アビオティック・レベルとして現況の地形および地質、などのデータ収集を行い、データベースの構築を行った。さらに、景観の変容の実態と、変容の主体群としての農業集落の属性との相関分析を行うことによって、景観のユニット性を、景観の変容に潜む規則性を明らかにすることによって、把握した。猿島郡も行方郡もともに茨城県における代表的畑作地域であり、農業生産様式の変化が景観の変容に大きく影響を及ぼしている。猿島郡の場合は、行方郡と異なり、都市化の前線からの影響が無視できない程度に見られる。本年度は、3ヵ年の研究の総合的とりまとめとして、農村景観計画理論の構築に焦点をあてて研究を行った.農対景観の変容と景観ユニット、景観の構造と景観評価、景続評価法の3つの視点から検討を加えた.また、景観評価については、新たに歴史的伝統的文化的景観を対象とした調査を実施した具体には、埼玉県三好町三富新田を対象地域とする地域住民による景観評価を行うとともに、その景観を維持し保全し管理する主体である農業経営者を対象とするインタビュー調査も実施し、歴史的伝統的文化的農村景観の保全について考察を行った.評価対象となる三富新田の近隣に居住する都市住民は歴史的伝統的文化的農村景観を極めて高く評価していることが明らかになったが、他方、それを今日まで維持保全し管理を行ってきた主体である農業経営者にはそれを維持保全することに対する極めて消極的態度が見られ、農業所得を補完し生計を安定させる経済的措置がその景観の維持保全にとっては不可欠であることが明らかにされた.
サブサハラ・アフリカの高等教育分野における学生の国際モビリティに関する地域研究

本研究の目的は、学生の国際移動が頻繁で将来性のある留学生市場として世界に注目されているものの、いまだ高等教育のエリート段階にある学生の海外留学に関して、意思決定要因を含めたミクロな動態が十分に解明されていないサブサハラ・アフリカ地域について、高等教育分野における学生の国際モビリティの実態を包括的に明らかにすることである。初年度の平成30年度は、サブサハラ・アフリカ各国の高等教育に関する文献及び高等教育関係機関の資料を収集し、マクロな学生移動の動向を分析することを中心に研究を進めた。また現地調査は、自身が長期出張している南部アフリカのザンビアで実施したほか、サブサハラ・アフリカ域外との比較調査のため、アフリカ移民が近年増加を続けるブラジル及びアフリカからの学生の伝統的受入国であるフランスで実施した。サブサハラ・アフリカ出身の学生を受け入れている大学教員や、サブサハラ・アフリカから現地大学へ留学中の学生に対して、学生の留学動機や進路志向等の具体的事例に関する聞き取り調査を実施した。また、パリでは社会科学高等研究院やユネスコ国際教育計画研究所等を訪問し、サブサハラ・アフリカ地域の学生の国際移動に関する資料収集をおこなうとともに、今後の現地調査や分析の方法について関係分野の研究者からアドバイスを得た。これら調査結果の分析を継続して進め、国際学会及び学術論文で発表することを次年度の課題とした。初年度に研究成果の公表まで至れなかったが、実施を計画していた文献渉猟及び現地調査は順調に進んでいる。また、現地調査でおこなった研究者・実務家との議論のなかで、他地域との比較検討も深まりつつある。サブサハラ・アフリカ地域の学生の国際モビリティに関する動態を包括的に明らかにするため、初年度に主におこなったマクロな学生移動の動向調査と並行して、留学先の修学言語や経済的負担、移民政策、教育プログラムの学術的評価の高さや柔軟性等の観点から特徴的な留学傾向を示す、学生の進路決定に関するミクロな事例の収集と分析を進める。研究課題に関するさらなる議論の展開を視野に入れ、初年度に築いた国内外の研究者とのネットワークを活かして研究成果の発表に努める。
ヒトのハンドシナジーを応用したハードワイヤード・シナジーロボットハンドの開発

本研究では,ヒトの手指運動の基底であるハンドシナジーを機構として実装し,少数のアクチュエータで多様な手指運動を実現できるハードワイヤード・シナジーロボットハンドを開発する.ハンドシナジーとは、様々な手指姿勢のキネマティクスを次元削減して得られる基底であり,それらの線形和で元の手指姿勢を再構成する.提案ロボットは,単一のアクチュエータ出力を複数の関節に分配する機構とそれらの分配力の線形和を実現する機構から成る.我々の予備解析の結果に基づき,最終的に31種類の手指姿勢を3個のアクチュエータで生成することを目標とする.最終的には,複数アクチュエータ出力の分配・合成を自在にする機構の開発を目標とする.本研究では,ヒトの手指運動の基底であるハンドシナジーを機構として実装し,少数のアクチュエータで多様な手指運動を実現できるハードワイヤード・シナジーロボットハンドを開発する.ハンドシナジーとは、様々な手指姿勢のキネマティクスを次元削減して得られる基底であり,それらの線形和で元の手指姿勢を再構成する.提案ロボットは,単一のアクチュエータ出力を複数の関節に分配する機構とそれらの分配力の線形和を実現する機構から成る.我々の予備解析の結果に基づき,最終的に31種類の手指姿勢を3個のアクチュエータで生成することを目標とする.最終的には,複数アクチュエータ出力の分配・合成を自在にする機構の開発を目標とする.
不斉アリル位置換反応を利用した新規光学活性高分子の創製とその機能化

面不斉シクロペンタジエニル錯体を用いた不斉アリル位置換反応を不斉重合反応に応用することで、新しい不斉重合反応を設計した。いずれの重合反応、非常に高い選択性で進行し、光学活性高分子を得ることができた。また、得られた高分子は構成単位に変換可能な末端二重結合を有していることから、分子変換反応が期待される。そこで、得られた高分子に対して、閉環メタセシス反応やチオールエン反応を行うことで、主鎖変換及び側鎖修飾反応を効率的に行えることを見出した。我々はこれまでに、面不斉シクロペンタジエニルルテニウム錯体を合成し、これを触媒とした不斉アリル位置換反応を開発し、この反応を不斉重合に応用することで、主鎖の不斉炭素を精密に制御した光学活性高分子の合成に成功している。これらの高分子は、構成単位に化学修飾可能な末端二重結合を有しており、光学活性高分子の容易な分子変換さらには、機能化が期待される。本年度は、当初の計画に従い計画に従い、(i)閉環メタセシス反応と(ii)チオールエン反応を行うことで光学活性高分子の分子変換及び置換基修飾を行った。(i)では、構成単位にジオレフィン構造を有するを高分子を合成し、閉環メタセシス反応を行うことで、主鎖にキラルな環状構造を有する光学活性高分子を得た。また、(ii)では末端二重結合に対してチオールとオレフィンの結合形成反応であるチオールエン反応を行うことで光学活性高分子への様々な置換基の導入に成功した。天然にみられる生体高分子は主鎖に不斉点を有した光学活性高分子であり、その不斉情報が全体のコンフォメーションを制限し、精密な立体構造や特異的な機能発現を可能にしている。人工系においても、光学活性高分子は新規材料への展開を目指し研究されている。当研究室ではこれまでに、面不斉シクロペンタジエニルルテニウム錯体((R)-I)を開発し、これを触媒とする不斉アリル位アミド化反応を不斉重合に応用することによって、主鎖の不斉点が精密に制御された光学活性高分子(poly-1)の合成に成功している。poly-1は構成単位に末端二重結合を有しおり、光学活性高分子の容易な分子変換、更には機能化が期待される。昨年度は、Thiol-ene反応によって側鎖に様々な置換基が導入できることを明らかにしている。本年度は、モノマー単位内に存在するN-アルコキシアミド骨格を、より平面性の高いアミド骨格へと変換することによって、高分子主鎖の回転自由度を低下させ、高分子全体の構造制御を試みた。変換反応としてSmI2による還元反応を選択し、poly-1に対してチオールエン反応によりドデシル基を導入したpoly2aのアミド化反応を行った。その結果アミド化率90%で反応は進行しポリアミド(poly-3a)を得た。poly-3aは、226 nmにUVの吸収極大が見られ、長波長側に新たな吸収が見られた。CDでは強い分裂型コットン効果が260 nm及び235 nmにみられた。これらのスペクトルは低分子モデル化合物と大きく異なることから、高次構造の形成が示唆された。本年度は、当初の予定であった光学活性高分子の合成法の確立を行った。高分子の構成単位にある末端二重結合に対して、閉環メタセシスまたは、チオールエン反応という全く異なる反応を用いることで高分子自体の主鎖骨格の変換及び置換基の側鎖修飾を達成した。それぞれの反応はいずれも定量的に進行し、主鎖構造、及び置換基の種類に依存しないことこら、次年度の高分子の機能化への土台を構築することができた。化学当初の研究計画に従い、本年度確立した光学活性高分子合成法を基に、光学活性高分子の主鎖及び側鎖の構造が高分子自体に与える影響について各種スペクトル解析により調査し、それらの情報をフィードバックすることにより、二次元構造の制御及び、機能性高分子の合成を探索する。当初予定したより、研究室の既存の試薬で研究を遂行することができたため、物品費の消費が抑えられたため、次年度に繰り越しした。次年度は、研究協力者の学生が増員するため、物品等の消費が増えると予想される。前年度の予算を含め研究を行っていく予定である。
アト秒位相分解波動関数イメージング法による新規な量子選択性の研究

本研究課題では、高強度の赤外レーザーと波長可変のアト秒極端紫外高次高調波を用いて、光イオン化・光励起過程に関する新たな量子選択性を見いだし、制御することにある。以下の研究を行った。(2)m=|1|の状態の選択的励起:本研究では、高強度レーザー電場によるシュタルクシフトと、極端紫外領域のアト秒高次高調波による特定のエネルギー準位への励起過程とを組み合わせることで、磁気量子数が異なる状態を分離するという原理を提案している。高次高調波の波長可変化を自動で行う光学システムを構成し、高次高調波の波長と高強度レーザー電場の強度の二つの関数として、様々な希ガス原子から放出された光電子の運動量分布をより詳細に測定した。その結果、磁気量子数m=0とm=|1|とがどのようなレーザーの条件(強度や高次高調波の波長)で分離できるかが明らかになった。測定された運動量分布の変化と特徴は、理論計算によるものとよく一致することがわかった。(3)高効率でのオプティカルパラメトリック増幅(OPA)機構の解明に向けた測定:本研究課題では、高強度のOPA光学系を構築し、それを用いてアト秒高次高調波の波長可変領域を広げることを計画している。これまで得ている高い変換効率の機構解明を目指して、OPAへの入力・出力パルスの空間モードの測定、および出力パルス幅の測定を行い、高次高調波発生が可能であることを示した。カナダ国立研究機構・ドイツマックスボルン研究所の研究者との共同研究である。(1)順調に進展した点:・高強度レーザーのポンプレーザーの換装をおおむね成功裏に終了することができ、おおむね予想される出力(使用するグレーティングにより10mJ/pulseまたは7.3mJ/pulse,約790nm)を得た。今まで使用していた二つのポンプレーザーのうちの一つを第一段増幅器に移動し、新たなポンプレーザーを第二段増幅器に使用するなど、複雑な過程だったが、予想出力を得たので順調であると考えられる。・高強度レーザーパルスおよびアト秒高次高調波を用いた磁気量子数m=1の状態のイメージングとその量子選択機構が明らかになり、論文を投稿するめどがたった。またこのことにより、今後の研究の展開が広がった。・高強度でのオプティカルパラメトリック増幅によって発生されたパルスの性質が明らかになり、今後の高強度化に向けた測定系の構築などに関する知見を得ることが出来た。カナダ国立研究機構・マックスボルン研究所との共同研究も、理論と実験の比較や論文の共同執筆など順調に行われている。(2)困難であった点:一方、高強度化したフェムト秒レーザーパルスを用いて新たにOPA増幅を試みたが、空間モードに若干の偏りが見られ、また空間チャープが存在するなどで、期待する変換効率を得ることが困難だった。その後、高強度レーザーの光学系の再アライメントや増幅条件を変えて理想とする空間モード(ガウシアンモード)を得る工夫を行っている。(なお本報告書提出の時点で、だいぶ改善が見られた。)2019年度は昨年度の結果を踏まえ、以下のことを行う予定である。(1)高強度オプティカルパラメトリック(OPA)装置の作成とそれを用いた波長可変高次高調波の発生:2018年度に増幅したフェムト秒パルス(基本波)の一部を用いてOPAによりシグナル光(波長1200nm1500nm)とアイドラー光(1700nm2300nm)を発生させ、残りのパルスを用いて、シグナル光またはアイドラー光をさらに増幅する光学系を作成する。高効率・高強度の波長変換のためには、入力パルスの空間モードが重要となる。そこで基本波の空間モードを調整しつつ最適化することで、高強度のパルスの発生を目指す。発生したOPAパルスを用いてアト秒高次高調波を発生させ、波長のスキャンとそれによる光電子運動量分布の測定等を行う。(2)極端紫外領域による波長選択光学系の作成:波長可変の高次高調波は複数の高次高調波成分を含むため、特定の波長領域を選択すると、より測定が容易になると考えられる。そこで波長選択用の光学系を作成し、波長可変かつ選択された高次高調波パルスの作成とそれを用いた分光・量子制御のための光学系を作成する。これは真空中での複雑な光学系となるため、本年度だけではなく来年度にもまたがっておこなう予定である。(3)m=|1|における位相変化と運動量の関係のアト秒イメージング;磁気量子数mが+1と-1の場合は、電子波動関数の位相はz軸まわりに異なる値(複素数)を持ち、時間発展する。そこでm=|1|のみの状態を選択し、m=0の場合と同様に、異なる波長のアト秒高次高調波により、位相成分を測定する。このことにより、それぞれ異なる運動量を持つ電子の位相マッピングを行う。以下の研究を行った。