hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
深喫水船舶への実用化を目指した船舶抵抗低減のための高汎用性翼型気泡発生装置の開発

平成30年度は,平成29年度に行った実験準備を基に以下の項目を実施した.1翼型気泡発生装置の深喫水船舶への拡張に関する実験研究代表者の熊谷(明星大学)は,10m/sの流速が得られる海上技術安全研究所の小型高速チャネルを用い,実船の巡航速度における翼型気泡発生装置の空気導入性能および気泡生成過程を調べるための実験を行った.その結果,流速9m/sにおいて,翼の負圧による空気導入流量が約50l/minに達することが確認できた.一方で,流速が5m/sを超える場合には,翼周りにair cavityが形成され,空気導入性能が低下することも確認された.しかしながらこの問題については,翼形状の最適化によって克服できることを明らかにした.さらに本実験では,新規開発した穴あき水中翼の空気導入性能に関する実験も行い,サブミクロンオーダーの微細気泡を大量発生させることに成功した.また研究分担者の村井(北海道大学)は,昨年度に引き続き,気液二相流の数値シミュレーションを行い,水面下を運動する翼による気液界面変形に関する計算を行った.次年度,実験成果との比較検討を行う予定となっている.2微小気泡による船舶抵抗低減法に関する船体壁面の傾斜や凹凸の依存性について研究分担者の藤本(海上技術安全研究所)は,ドック入り直後の船舶の表面を型取りし,その凹凸データを取得することに成功した.得られた壁面凹凸の特徴についての解析も行った.また,その結果を基に,気泡による船舶抵抗低減効果の船体壁面の凹凸の影響を調べるための実験準備を行った.具体的には,平成31年度(2019年度)の秋に,明星大学および海上技術安全研究所の水槽を用い,実船から得られた凹凸データから作成した模擬壁面を気泡流中に設置し,その抵抗低減効果について調べるための実験装置設計を行った.研究実績の概要に記した通り,本研究は,申請書に記載した研究計画予定表に則って,順調に研究を実施している.また昨年度から海上技術安全研究所との共同研究が実現したことで,本計画が当初想定していた流速よりも高速の条件で実験をすることが可能となり,実船の巡航速度の条件においても本装置による空気導入能力の高さを実証することができた.また新たな気泡発生装置(穴あき水中翼)では,従来型よりも微細な気泡を大量発生させることができることが明らかになり,大きな成果が得られた.研究計画予定表に従って以下の研究を進めるとともに,本年度は,成果の公表を積極的に行う予定である.1深喫水船舶(>10 m)でも自吸可能な翼型気泡発生装置の研究開発海上技術安全研究所の400m水槽を用いて,翼型気泡発生装置の実験を行ない,実船の巡航速度における本装置の空気導入能力および気泡流量,抵抗低減量などについて明らかにしていく.また引き続き今年度も,村井による数値シミュレーション結果と実験結果とを比較検討しながら,深喫水船舶(>10m)でも自吸可能な翼型気泡発生装置の開発と最適化を行う.また得られた成果を学術論文や学会などで積極的に公表していく.2微小気泡による船舶抵抗低減法に関する船体壁面の傾斜や凹凸の依存性について明星大学の水槽および海上技術安全研究所の水槽を用いて,実船の巡航速度に近い条件(7.5 m/s)で実験を行う.今年度も藤本が主体となって,船体壁面形状のデータ取得を行い,それに基づいて模擬壁面を作成する.そして,実船の壁面(粗面)が微小気泡による抵抗低減に及ぼす影響について解明していく.平成29年度は,平成30年度から始まる本実験のための準備を行った.申請書に記載した研究計画予定表に則り,以下の項目を実施した.1翼型気泡発生装置の深喫水船舶への拡張に関する実験研究代表者の熊谷(明星大学)は,最大流速5m/sにおける実験を実現するため,可視化システムに必要な高速度カメラやレーザー光源を選定・購入した.また,気泡発生翼周りの微小気泡と周囲流体の流れ場を同時に可視化するため,蛍光粒子を購入し,LIF法に関する予備実験を行った.以上により本学の水槽を用いた可視化実験が可能となった.また,10m/sの流速が可能となる回流水槽を持つ研究施設の研究者らと交渉し,来年度の実験実施に向けた打ち合わせを行った.研究分担者の村井(北海道大学)は,気液二相流の数値シミュレーションのコードを作成し,水面下を等速運動する円柱や翼に関する予備計算を行った.これにより,自由界面の変形や流れ場の解析を行い,過去の実験結果との比較や検討を行った.2微小気泡による船舶抵抗低減法に関する船体壁面の傾斜や凹凸の依存性について研究分担者の藤本(海上・港湾・航空技術研究所)は,ドック入り直後の船体壁面の凹凸データを取得するための手法について調査を行った.船体の塗装直後の凹凸は,数十ミクロン程度であるが,それらを取得できるかどうか,模擬資料を用いた実験を行い,実船での計測が可能であることを確認した.また,取得した凹凸データについて,その統計量と壁面抵抗の関係について調べた.さらに,壁面凹凸データを取得できる船舶を調査・選定し,交渉を行った.実験担当の熊谷は,微小領域(10mm×10mm)を遠方から撮影可能な顕微鏡レンズと高速度カメラを用い,壁面近傍の微小気泡の振る舞いが撮影できることを確認し,次年度の本実験へ向けた準備を行った.研究実績の概要に記した通り,本研究は,申請書に記載した研究計画予定表に則って,順調に研究を実施している.

そのため,実験および数値計算の準備がほぼ完了し,次年度の本格的な実験および数値計算を行う体制が整った.また申請当初予定していなかった10m/sの流速が可能な回流水槽での実験が,その施設を持つ研究者らとの交渉によって実施できる見込みとなった.これが可能になれば,当初の予定よりもさらに進んだ研究成果が期待される.平成30年度は,平成29年度に行った実験準備を基に以下の項目を実施した.1翼型気泡発生装置の深喫水船舶への拡張に関する実験研究代表者の熊谷(明星大学)は,10m/sの流速が得られる海上技術安全研究所の小型高速チャネルを用い,実船の巡航速度における翼型気泡発生装置の空気導入性能および気泡生成過程を調べるための実験を行った.その結果,流速9m/sにおいて,翼の負圧による空気導入流量が約50l/minに達することが確認できた.一方で,流速が5m/sを超える場合には,翼周りにair cavityが形成され,空気導入性能が低下することも確認された.しかしながらこの問題については,翼形状の最適化によって克服できることを明らかにした.さらに本実験では,新規開発した穴あき水中翼の空気導入性能に関する実験も行い,サブミクロンオーダーの微細気泡を大量発生させることに成功した.また研究分担者の村井(北海道大学)は,昨年度に引き続き,気液二相流の数値シミュレーションを行い,水面下を運動する翼による気液界面変形に関する計算を行った.次年度,実験成果との比較検討を行う予定となっている.2微小気泡による船舶抵抗低減法に関する船体壁面の傾斜や凹凸の依存性について研究分担者の藤本(海上技術安全研究所)は,ドック入り直後の船舶の表面を型取りし,その凹凸データを取得することに成功した.得られた壁面凹凸の特徴についての解析も行った.また,その結果を基に,気泡による船舶抵抗低減効果の船体壁面の凹凸の影響を調べるための実験準備を行った.具体的には,平成31年度(2019年度)の秋に,明星大学および海上技術安全研究所の水槽を用い,実船から得られた凹凸データから作成した模擬壁面を気泡流中に設置し,その抵抗低減効果について調べるための実験装置設計を行った.研究実績の概要に記した通り,本研究は,申請書に記載した研究計画予定表に則って,順調に研究を実施している.また昨年度から海上技術安全研究所との共同研究が実現したことで,本計画が当初想定していた流速よりも高速の条件で実験をすることが可能となり,実船の巡航速度の条件においても本装置による空気導入能力の高さを実証することができた.また新たな気泡発生装置(穴あき水中翼)では,従来型よりも微細な気泡を大量発生させることができることが明らかになり,大きな成果が得られた.研究計画予定表に従って,以下の研究を進める.1深喫水船舶(>10 m)でも自吸可能な翼型気泡発生装置の研究開発翼型気泡発生装置の実験を行ない,翼形状,迎角,流速,配置などを変化させ,それらパラメータによる流れ場の影響や空気の導入能力,そして気泡流量などについて,初年度に準備した可視化装置で得られた画像を解析することで明らかにしていく.また村井による数値シミュレーションによる広範かつ精細なパラメータスタディの結果と連携しながら,圧力係数の大きさを従来の翼型気泡発生装置の二倍以上に引き上げ,深喫水船舶(>10m)でも自吸可能な翼型気泡発生装置の開発と最適化を行う.
総合商社の構造比較と競争優位に関する研究ー三井物産・三菱商事を中心に－

戦前における総合商社(三井物産と三菱商事)を比較した。主に利用した資料は、米国の国立公文書館所蔵の三井物産資料と三菱商事資料、三井文庫所蔵の三井物産資料、三菱史料館所蔵の三菱商事資料である。それらの資料を分析することによって、第一に営業組織がどのように異なるのか、内部取引のルールがどのように異なるのか、支店長の職務権限がどのように異なるのか、昇級と賞与の制度がどのように異なるのかなどを明らかにし、第二にそれらの差異によって、両商社の競争上の優位あるいは劣位が生じたかを明らかにした。本研究の目的は、三井物産・三菱商事が、メーカーの単なる代理人ではなく、なぜ世界市場において独自に活動を行う主体になりえたのかを、商社の内部構造に即して明らかにすることである。この目的のため、本年度では、第1に、米国の国立公文書館に出張して、三井物産・三菱商事関係の資料を閲覧し、必要な資料を撮影によって収集した。三菱史料館においても必要な資料を収集した。第2に、これらの収集資料を分析した。三井物産に関しては、とくに1910年代という第1次世界大戦を含む経済的活況期において、サンフランシスコ支店・シアトル出張員が、決算の際にどのような経理操作をおこなったのか(利益額の操作、他店や他部門への利益の付け替え、リザーブ[準備])の設定など)や、本店への送金の仕組み、現地での資金の調達方法などを明らかにすることで、本店本部(とくに会計課・調査課・業務課)と支店との間にどのような取り決め・ルールが設けられていたのか、本店本部や商品部本部と支店・支部との間にはどのような権限移譲がおこなわれていたか、および支部(支店内の存在)は商品部本部からどのようなコントロール(指揮・命令)を受けていたのかを明らかにした。三菱商事に関しては、とくに昇給の仕組みを分析した。三菱商事の特徴として、学歴が同一であれば、入社後、長きにわたって月給が同じように上昇することを明らかにした。これに対して三井物産では、昇給の時期、昇給額が個人によってまちまちである。三井物産では、各決算期において個人が属する最小単位(掛あるいは支部)がどれだけ利益を生み出したかが分かるため、個人ごとに査定をおこなえる組織となっていた。三菱商事の場合は、個人が属する最小の単位がどれだけ利益を生んだかを計算できないため、個人の力量を長期間でしか判定できないので、公務員のような昇給の仕組みができたと推定した。この目的のため、第1に、昨年度に引き続き、米国の国立公文書館に出張して、三井物産・三菱商事関係の資料を閲覧し、必要な資料を撮影によって収集した。国内の三井文庫・三菱史料館においても、必要な資料を収集した。第2に、これらの収集資料を利用して、(1)価格変動リスクがどのように店舗レベルで管理されていたのか、本店は店舗のこのリスクにどのように関与できたのか、また外国為替を含む資金調達を店舗レベルでどのようにおこなっていたのか、(2)三井物産と三菱商事を比較して、昇給の仕組みや本部による昇給に関する権限がどのように違うのかを明らかにした。第3に、研究結果の一部を、鈴木が経営史学会関東部会で報告して、「三井物産ニューヨーク支店とシアトル店の用船利益」と題して『三井文庫論叢』に発表し、同じく大石が「戦前期三菱商事の人事制度と海外支店の人材マネジメント」と題して『三菱史料館論集』に発表した。前者では三井物産の店舗の利益がどのように操作されていたのかを、米国の税務検査官が作成した税金関係資料と各店の会計資料をつきあわせることによって考察し、店舗レベルでの公表利益が実際の利益とはかなり異なること(とくにリザーブ[秘密積立金]のため)を明らかにした。後者では、三菱商事の事情を三井物産と比較しながら考察し、日本人職員や現地限り従業員の昇給がどのようにおこなわれ、また賞与の仕組みがどのようであったかを明らかにし、それによって企業組織内に於ける権限関係と管理のあり方を考察した。この目的のため、第1に、一昨年度、昨年度に引き続き、米国の国立公文書館に出張して、三井物産・三菱商事関係の資料を閲覧し、必要な資料を撮影によって収集した。第2に、これらの収集資料を利用して、両商社における組織(管理組織と営業組織)の変遷・改変と本店本部・商品部・支店の関係(職務権限と指揮命令系統)を分析した。第3に、研究成果の一部を、鈴木が「三井物産における独立採算制の精緻化と商品部での運用の内実」と題して、『三井文庫論叢』第49号(2015年)に発表し、大石が「戦前期三菱商事における組織改革ー未完の改革構想とその論理ー」と題して、『三菱史料館論集』第17号(2016年)に発表した。前者は、現在の三井物産の営業組織の特徴である「部店独算制」が、戦前の三井物産において、どのような変遷と問題をはらみながら、最終的な帰結として生まれたのかを、初発の「支店独立採算制」から解き明かしたものである。後者は、1937年の三菱商事の大幅な職制改正などについて分析したものである。三菱商事は三井物産とは異なる編成原理に基づく組織を追求していた。

その過程で生まれた職制改正をめぐる総務部長野間の改革構想は、組織改革だけでなく、人事改革の構想でもあった。1937年の職制改正は、組織改革に止まり、中長期的視野で社員のインセンティブを継続的に引き出していく仕組み(人事改革)を制度化できなかった「未完の改革」と捉えられる。戦前における総合商社(三井物産と三菱商事)を比較した。主に利用した資料は、米国の国立公文書館所蔵の三井物産資料と三菱商事資料、三井文庫所蔵の三井物産資料、三菱史料館所蔵の三菱商事資料である。それらの資料を分析することによって、第一に営業組織がどのように異なるのか、内部取引のルールがどのように異なるのか、支店長の職務権限がどのように異なるのか、昇級と賞与の制度がどのように異なるのかなどを明らかにし、第二にそれらの差異によって、両商社の競争上の優位あるいは劣位が生じたかを明らかにした。(理由)今年度は主に商品取引のルールを分析し、来年度は主にリスク管理と資金調達を分析する予定であった。しかし、米国の国立公文書館で発掘した資料がリスク管理、資金調達、人事関係であったため、来年度に予定していた分析を今年度に先におこなった。とくに三井物産に関しては、価格変動リスクが店舗レベルでどのように管理されていたのか、さらに本店は店舗のこのリスク管理にどのように関与できていたのかを分析し、また外国為替を含む資金調達が店舗レベルでどのようにおこなわれていたのかを分析した。さらに三井物産と三菱商事とを比較して、昇給の仕組みや本部による昇給に関する権限の違いや、本俸に対する賞与の比率の著しい相違などを明らかにし、それが店舗や個人に大幅に権限を持たせる三井物産と中央集権的な三菱商事との違いから生じているという仮説を導いた。また三菱商事に関しては、三井物産と比較しながら昇給・賞与に焦点をあてて人事に関わる特徴を明らかにした。経済史引き続き、米国の国立公文書館と三菱史料館、三井文庫において関連資料の収集をおこなう。とくに、総合商社が持っている機能のうち、もっとも基本的な機能である商取引機能に焦点をあてて、この機能を発揮するためにどのようなルールが定められたのかや、そのルールがどのように変化したのかを、三井物産と三菱商事とを比較しながら明らかにする。最終年度であるため、これまでの分析結果をまとめる作業をおこなうとともに、学会でその成果を発表する。本研究の目的のうち、今年度に関わるものはつぎのとおりである。全体的な商社の構造、すなわち、組織、内部取引のルール、価格変動リスク・与信リスクの管理方法、商品取引資金の調達方法、インセンティブの仕組み(職員に対する動機付け)、職務権限の委譲などに焦点をあて、三井物産・三菱商事の内部資料を詳細に分析することによって、両社の構造がどのように違うのかを明らかにすること。三井物産に関しては、支店レベル(サンフランシスコ支店・シアトル出張員)の資料を収集し、これを分析することで、本店本部(とくに会計課・調査課・業務課)と支店との間にどのような取り決め、権限移譲がおこなわれていたかを、具体的な利益の付け替え、リザーブ(準備金)の設定、本店への送金の仕組みなどに即して明らかにし、三菱商事と比較した。
開水路粗面乱流の内部構造に関する研究

1.十分に幅広で一様かつ一定勾配の矩形断面開水路の底面に粒径11.0mmの礫をはりつけ水理学的に十分粗面とした水路を用いて一様開水路流の乱流計測を行い、1横断面内の455計測点における計測結果から下に託す開水路粗面乱流の内部構造に関する基本的諸量を求めて無次元図表示した。この図面の作成に当ってはHermiteの2次元補間法を使用し、すべての実験点を滑らかな曲面あるいは曲線で結合して表示した。(1)主流速の横断面内分布図〈U〉+【!U】/Um(〈U〉は底面から高さを同じくするすべての測点のUの値のアンサンブル平均、【!U】:〈U〉からのuの変位量(2次流成分)),(2)(1)の等値線図,(3)【!U】の時空間相互相関図,(4)【!U】の横相関の横断面内分布図,(5)u',v'の各乱れ強度横断面内分布図,(6)【√!(!(U^(12)))】/【U_m】,【√!(!(v^(12)))】/【U_m】の各横断面内等値線図,(7)Reynolds応力の横断面内分布図,(8)-u'v'/【U(^2-m)】の横断面内等値線図,(9)【-!!v】/Um及び(u-【(u!)_F】/Umの横断面内分布図,(10)Ejection-like event及びsweep-like eventに寄与する上昇流または下降流の2点同時生起確率の横断面内分布図,(11)回転スペクトル回転係数の横断面内布図。2.1に記した実験の可視化写真からイメージスキャチにより讀取った2値化されたデータよりLarge-Eddy Simulationの定量解析を行うためのシステム及びプログラムの開発を行った。しかし計算時間不足のため具体的な解をうるには至らなかった。これについては今後さらに研究を進めてゆく。3.小規模乱れにおいても発生するコヒーレントな乱れ構造を研究したNovikovの方法と同様の方法によりNavier-Stokes方程式の最も簡単なカスケードモデルの方程式に基づいて大規模渦構造の研究を行った。しかし研究は末だ小規模乱れの範囲にとじまり大規模乱れを取り扱うまでには至らなかった。今後さらに研究を重ねていく。
ジャイアントリポソーム融合による生細胞へのマイクロメートルスケール人工物の導入

昨年度は,望みの巨大物質を内包させたGUV(巨大脂質二重膜リポソーム)を標的細胞と電気融合させることによってGUVから細胞へとマイクロメートルサイズの物質を導入する手法を確立した.本年度はこの結果を基に,細胞とGUVの数比率やGUV膜の組成を変化させることで,細胞への物質の導入効率がどのように影響するか調査し,導入効率の向上を図り,最適条件について検討した.また異なる細胞種を用いることで,本法による導入効率の細胞種依存性についても調査し,同じく細胞への導入可能物質についても調査した.具体的には,細胞とマイクロサイズのビーズを内包したGUVの比率を調整して導入効率を評価した.その結果,細胞に対するGUVの割合が多いほど,物質の導入率が向上することが明らかになっ.また,GUV脂質膜の組成と細胞への物質導入率の影響について調査するため,脂質膜表面電荷の異なるGUV(正,中性,負)を用いて電気融合を行い,導入率を評価した.その結果,正電荷及び負電荷脂質膜を使用して融合した場合に導入率が格段に向上することが明らかになった.加えて,細胞自体のサイズと人工物導入率の関連について調査した結果,細胞側の直径が大きいほど導入率が向上し,導入可能なサイズの上限も増加するという結果が得られた.さらに,導入可能な物質を拡大するべく調査を行った.その結果,活性を保ったまま抽出し,生細胞へ導入するのが困難とされている細胞内小器官であるミトコンドリアを,本法を用いて活性を保ちつつ細胞内に導入できることが明らかになった.以上,本年度の研究によって,本法における細胞サイズと導入可能物質との関連について従来不明であった新たな知見が得られたと共に,導入率をより向上させるパラメータが見出されたといえる.翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
アモルファス・ナノ2相変調構造を有する無電解コバルト系合金膜の創製と応用

物質は、原子が規則正しく配列する「結晶質」と配列がランダムな「アモルファス」に分類できる。無電解めっき法で作製条件によって、アモルファスから結晶質まで種々の膜を形成可能である。この研究では、(1) 1枚の膜の中で、結晶がアモルファスから結晶質へ少しずつ変化する構造傾斜膜(2) 1枚の膜の中でアモルファスと結晶質が幾何学的に配列した2相変調構造膜の作製に成功した。また、その構造観察や磁気特性解析を行い、実用化の基礎資料を提示した物質は、原子が規則正しく配列する「結晶質」と配列がランダムな「アモルファス」に分類できる。また、その構造観察や磁気特性解析を行い、実用化の基礎資料を提示した無電解めっきを用いて、膜作製時に溶液条件を連続的にコントロールすることにより、傾斜構造・機能膜を作製するとともに、その結晶構造ならびに物性を検討することを目的とした。無電解めっきは、電気めっきと比較すると、析出膜のコントロール因子は、溶液組成や浴温、浴のpH、撹拌条件など多岐に渡っている。このうち、浴のpHは、還元剤の酸化還元電位、また金属錯体の安定性などに影響するため、最も重要な析出膜の構造コントロール因子である。この特徴を利用して、無電解Co-P合金めっき膜作製時のpHを連続的に変化させることにより、アモルファス-ナノ傾斜構造膜を作製した。ここでは、膜厚方向の組成分析、膜の断面TEM観察、磁気測定などを組み合わせて、同相の形成機構を金属学的見地から、考察した。浴のpHを10から8まで連続的に変化させて(回転数50rpm:一定)作製した傾斜構造膜のGD-OES depth profileから、膜厚方向にP含有率が10at%と一定であった。一方、断面TEM像より基板側では柱状の結晶質、表面側ではアモルファスであり、その遷移領域には幾何学的な組織が形成された。次に、浴撹拌の回転数を0100rpmの範囲で検討した結果(pH=9:一定)、0rpmではアモルファス、100rpmでは柱状の結晶質が単相膜として得られた。その中間の50rpmでは、上記の幾何学組織が単相膜として観察された。同膜のX線回折図形にサイドバンドピークが得られることから、同相は周期的な変調構造から成っていた。高分解能TEM-EDS分析から、結晶質部分のP含有薬は10at%であり、アモルファス部分は30at%であった。さらに同膜の磁化履歴曲線から、高保磁力と低保磁力の二成分をもつことが明らかとなった。以上のことから、同膜は二相に分離した変調構造から成ると考えられる。電気化学的成膜法の中で無電解めっきを用いて、傾斜構造・機能膜を作製することを目的としている。また、その膜厚方向の組成分布や結晶成長と磁気特性との関連性を明らかにし、電気化学的成膜による膜成長様式を明らかにする。ここでは、無電解めっきの析出膜のコントロール因子である溶液組成や浴温、浴のpH、撹拌条件のうち,浴のpHおよび撹拌強度をコントロールし、界面での諸反応すなわち析出プロセスに変化を与え、析出膜の結晶構造をコントロールした。この特徴を利用して、これまで、無電解Co-P合金めっき膜作製時のpHを連続的に変化させることにより、アモルファスナノ傾斜構造膜を作製した。ここでは、成膜因子を系統的に整理し、傾斜材料における物性および構造の傾斜度をコントロールし、最終的に、膜全体を二層分離変調構造から成る膜の形成条件を見出した。と同時に、新規物質といえるアモルファスーナノ結晶二相分離構造の磁気的性質を明らかにした。まず、浴のpHや撹拌強度を個別に変化させることによって、膜厚方向にP含有率が10at%と一定であるにもかかわらず、断面TEM像から基板側では柱状の結晶質、表面側ではアモルファスの傾斜構造膜を形成した。ここでは、この2つの因子を形動的に連動させることにより、浴撹拌の回転数を0100rpmの範囲で検討した結果、撹拌速度0rpmではアモルファス、100rpmでは柱状の結晶質か単相膜として得られた。さらに、アモルファスーナノ二相分離変調構造が見出される最適条件を探り、その条件下で作製した場合、膜全体を二層分離変調構造から成る膜の形成に成功した。同膜の断面TEM観察を行った結果、膜厚方向に、周期性の若干の乱れは見られるものの、膜厚が30μm以上でも、膜全体が、アモルファスーナノ二相分離変調構造の単層膜から成っていることが明らかとなっためっき膜は、金属学的には非平衡状態にあると考えられ、アモルファス相、アモルファス-結晶質から構成されるナノレベルの変調構造など、バルク金属では見られない興味ある構造を示すことを既に明らかにした。これらの成因について、これまで、金属元素以外では、PやBなどのメタロイドの影響が議論してきた。しかし、未解明な点が多い。

今年度は、これまであまり注目されることのなかった膜中の微量元素、特に炭素や水素が膜構造に与える影響について検討することを主題とした。まず、微量元素の影響を調べるため、高純度のめっき膜を得る必要がある。そこで一般的には複雑であるめっき浴組成を単純化し、金属塩、還元剤とpH調整剤のみとして、Co-P系めっき浴を新しく開発した。このめっき浴から得られた膜についてリン含有量を変化させたり、金属塩を添加するなどしてめっき膜の変化を観察した。次に開発しためっき浴にギ酸を添加した際、構造に大きな変化が見られたことから、炭素に注目し、研究を進めた。ここではより純粋な系で考えるために電析コバルトにギ酸を添加していくことで、炭素がめっき膜に与える影響について検討した。一方、DMABを還元剤とするめっき浴から未知の相を含むめっき膜が得られ、同相を準安定相であるcubicε-Coであると同定した。このε-Coは水素と関連性が強いと予想されたことから、無電解および電析めっき膜中の水素の分析を行い、めっき膜が多量の水素を含み、また、水素が構造に影響を与えていることを明らかにした。
準粒子間相互作用がもたらす準粒子粘性流体

固体中のフォノンや電子をはじめとする準粒子が、あたかも流体の様に集合的に振る舞う準粒子流体の運動は粘性によって特徴付けられ、個々の準粒子の拡散によって生じる通常の輸送現象とは一線を画す特異な現象を発現する。本研究は準粒子粘性流体を輸送特性の観点から包括的に研究し、固体に潜む粘性流体の存在をあぶり出す定量的な方法論を確立することで、同現象の普遍性を見出す。
バイオマス比率の高い機能性ゴム系グリーンコンポジットの創製及び機能性評価

植物バイオマスであるセルロースから扁平状微粒子及びナノファイバーを作製し、天然ゴムの補強剤として活用することにより、バイオマス比率の高い機能性グリーンコンポジットを創製し、その機能性評価を行った。扁平状微粒子については、エポキシ化した母材を用いることで微粒子の添加効果が顕著にあらわれ、制振性やガスバリア性が大きく向上した。ナノファイバーについては、結合処理剤の利用により引張物性が大きく向上した。また、繊維長の引張物性への影響も顕著であった。植物バイオマスであるセルロースから扁平状微粒子及びナノファイバーを作製し、天然ゴムの補強剤として活用することにより、バイオマス比率の高い機能性グリーンコンポジットの創製を試みた。扁平状微粒子については、木材パルプセルロースから作製した粒子径:約20μmの微粒子を用い、密閉式混練機及び二本ロールによる天然ゴムへの複合化を行った。得られたコンポジットの内部構造についてマイクロX線CTスキャナーによる観察を行った結果、二本ロールによるシート出しを行うことによってコンポジット中の扁平状微粒子が一方向に配列していることが明らかになった。これによって、コンポジットのガスバリア性、制振性などの機能性が大きく向上し、類似形状のタルクやマイカなどの無機充填剤を複合化したものと比較して同等レベル以上の機能性を付与できることがわかった。ナノファイバーについては、長繊維、短繊維ナノファイバーを入手するとともに、短繊維ナノファイバーの機械的粉砕処理により更に短いナノファイバーを作製した。これらを天然ゴムラテックスと水分散状態で高速撹拌混合し、次に得られたマスターバッチに固形天然ゴムとゴム配合剤を二本ロールを用いて混練することによって所望のファイバー充填量のコンポジットを作製し、ナノファイバーの形状がコンポジットの引張物性に及ぼす影響について検討した。その結果、長繊維ナノファイバーにより補強したコンポジットでは、低伸長域での引張応力が大きくなる一方で、引張強さや破断伸びは小さくなることがわかった。これに対し、短繊維ナノファイバーやその粉砕処理物により補強したコンポジットでは、低伸長域での引張応力はあまり上昇しないが、引張強さや破断伸びが向上することがわかった。これらの現象は、形状の違いによりナノファイバーのコンポジット中での分散性が異なることに起因するものと推察された。扁平状微粒子については、木材パルプセルロースから粒子径:約15 μm、扁平度:約100の微粒子を作製し、密閉式混練機による天然ゴムへの複合化を行った。得られたコンポジットの引張物性について評価した結果、未処理の微粒子を用いた場合には引張物性がそれほど大きく変化しなかったが、シランカップリング剤処理した微粒子を用いることにより微粒子充填量の増大とともに低伸長領域での引張弾性率が大きく向上することが明らかになった。一方、機能性(ガスバリア性、制振性)については、未処理の微粒子を用いた場合でも微粒子充填量の増大とともにガスバリア性、制振性が向上することがわかった。ナノファイバーについては、本研究で購入したディスクミルによる解繊処理で木材パルプセルロースから作製したもの(繊維径:約20 nm)を天然ゴムラテックスと水分散状態で高速撹拌混合し、次に得られたマスターバッチに固形天然ゴムとゴム配合剤を二本ロールを用いて混練することによって所望のファイバー充填量のコンポジットを作製した。複合化の際に、ナノファイバーをシランカップリング剤処理し、適切な条件で混練することによって、ナノファイバーとゴムとの界面相互作用が向上し、従来よりも少量添加で大きな補強効果が得られることがわかった。扁平状微粒子については、微粒子を天然ゴム中で一方向に配列させたコンポジットにおける微粒子ーゴム間の界面接着性がコンポジットの物性や機能性に及ぼす影響について検討した。その結果、接着処理剤の配合やマトリックス材をエポキシ化することによって両者の界面接着性が向上し、100%あるいは300%伸長時の引張応力などの機械的特性が大きく向上することが明らかになった。コンポジットの制振性については、接着処理剤を配合した場合には微粒子添加量の増大とともに制振性の向上率が低下した。一方、マトリックス材をエポキシ化した場合には微粒子添加量の増大とともに制振性が大きく向上した。これらのことから、コンポジットの制振性は微粒子とゴムとの界面での摩擦によるエネルギー損失に大きく依存し、界面の適度なぬれ性が重要であることが示唆された。ナノファイバーについては、ナノファイバーの形状やナノファイバーゴム間の界面接着性がコンポジットの物性に及ぼす影響について検討した。機械処理により作製したナノファイバーの場合、長繊維ナノファイバーで補強したコンポジットは低伸長時における引張応力が向上し、短繊維ナノファイバーで補強したものでは引張強さや破断伸びが向上した。

一方、シングルセルロースナノファイバーの場合、長繊維ナノファイバーで補強したものの方が短繊維ナノファイバーで補強したものよりいずれの物性も優れていた。このことから、ナノファイバーの形状によってコンポジット中での分散性に相違があらわれるものと考えられた。また、いずれのコンポジットについても、界面接着剤の配合により物性が大きく向上した。複合材料・物性本研究は、植物バイオマスであるセルロースから扁平状微粒子及びナノファイバーを作製し、天然ゴムの補強剤として活用することにより、バイオマス比率の高い機能性ゴム系グリーンコンポジットを創製することを目的としている。低燃費・エコタイヤへの応用を目指してガスバリア性、制振性、耐摩耗性を付与し、補強剤の形状や補強剤とゴムとの界面接着性が創製材料の機能性に及ぼす影響について検証する。今年度の取り組みにおいて、マイクロX線CTスキャナーを用いたコンポジットの内部構造観察により、コンポジット中の扁平状微粒子の分散形状や配列状態を確認した。これにより、ガスバリア性や制振性といった機能性が発現するメカニズムを推察することができた。また、ナノファイバーの形状(アスペクト比)がコンポジットの引張物性に及ぼす影響について検討した結果、長繊維ナノファイバーにより補強したコンポジットでは、低伸長域での引張応力が大きくなることがわかった。これに対し、短繊維ナノファイバーやその粉砕処理物により補強したコンポジットでは、低伸長域での引張応力はあまり上昇しないが、引張強さや破断伸びが向上することがわかった。これらの現象は、形状の違いによりナノファイバーのコンポジット中での分散性が異なることに起因するものであることが確認できたことから、研究目的がおおむね順調に達成できていると判断した。本研究は、植物バイオマスであるセルロースから扁平状微粒子及びナノファイバーを作製し、天然ゴムの補強剤として活用することにより、低燃費・エコタイヤへの応用を目指した機能性グリーンコンポジットを創製することを目的としている。今年度の取り組みにより、粒子径:約15 μm、扁平度:約100の扁平状微粒子を複合化することにより、ガスバリア性、制振性をコンポジットに付与することができることを検証した。また、ナノファイバーのシランカップリング剤による表面処理ならびにコンポジット作製条件を最適化することによって、ナノファイバーの少量添加で大きな補強効果が得られることも確認できた。以上のように、扁平状セルロース微粒子及びセルロースナノファイバーを天然ゴムの補強剤として活用することにより、バイオマス比率が高く、高強度でガスバリア性、制振性などの機能性が付与されたグリーンコンポジットを創製できたことから、研究目的が順調に達成できていると判断した。ただし、研究内容が当初の年次計画の順序とは少し入れ替ってしまったため、今後は今年度に計画していた扁平状微粒子の生成メカニズムの解明などに注力する。扁平状微粒子については、前年度行うことができなかった無機微粒子との共
新しい睡眠調節理論の全身麻酔機序解明への応用

全身麻酔機序の解明の一助として、睡眠との関連について検討した。全身麻酔中に大脳皮質内の睡眠活性物質が変化することが確認された。大脳皮質内の睡眠関連物質の片側上昇は睡眠中の脳波に左右違った変化をもたらす。全身麻酔中にも睡眠同様脳波左右差を起すかについては継続中である。また期間中、大脳皮質内片側のみに睡眠関連物質が増加していた可能性のある患者で全身麻酔中に脳波モニターであるBISモニターの左右差を確認した。サイトカインを代表とする睡眠関連物質と全身麻酔との関連を検討した。ラットを対象に全身麻酔後の睡眠障害を検討した結果によると、ケタミン麻酔当日にはノンレム睡眠が増加し、その後最低4日間コントロールと比較し低下した。レム睡眠は反対に増加した。これに対し、ペントバルビタール麻酔では、当日ノンレム睡眠が増加したが、その後は低下することなくコントロール値に帰した。レム睡眠はケタミン同様に徐々に増加した。これらから、全身麻酔が脳内睡眠関連物質の変化と関連している可能性が示唆された。以上のことから、平成18年度は全身麻酔薬投与による脳内サイトカイン量の変動について検討した。体重350-400gの雄性SD系ラットを12時間の明暗周期(明期0800-2000)で飼育し実験に使用した。明期にケタミン100mg/kgを腹腔内投与した。断頭後に脳を取り出し、BIO-RAD社製のBio-Plexサスペンションアレイシステムによりそれぞれの部位のサイトカイン量を定量した。測定部位は、橋・視床下部・海馬・大脳皮質。測定ポイントは、ケタミン投与後1時間および6時間。またコントロールとして無麻酔下に断頭・試料採取・測定を行った。橋および視床下部に含まれるIL1β量が、コントロールに比べてケタミン投与1時間後および6時間後に多い可能性が示唆された。また、その他のサイトカイン(IL1α、IL2、IL4、IL6、IL10、GM-CSF、IFN-γ、TNFα)量への明確な影響は不明だった。測定検体数を増やすとともに、他の麻酔薬による影響も含めて、平成19年度も引き続き検討したい。麻酔薬の脳波に与える影響については、実験設備の調整と脳波の信頼性を確認した。上記のin vitroの研究と合わせて、平成19年度に検討したい。睡眠関連物質のノルアドレナリンと全身麻酔薬との関連について検討した。一部の全身麻酔薬は脳内のノルアドレナリンを上昇させることが知られている。ラットに亜酸化窒素を吸入させると大脳皮質、視床下部でのノルアドレナリンが濃度依存性に増加することが分かっている。この変化は大脳皮質のスライス標本でも見られる。さらに、細胞外カルシウムを除去した場合にも、亜酸化窒素は、程度は少ないがノルアドレナリンを有意に上昇させる。亜酸化窒素のノルアドレナリン上昇作用の機序の一つに、細胞内ストアからかのカルシウムの放出を促しstore-operated Ca^<2+>entry生じる可能性が示唆される。これを考察する根拠の一つとして、同じスライス標本での実験系における10^<-3>M methacholineを使用した。Methacholineは細胞内イノシトール3燐酸による細胞内ストアからのカルシウムの放出を促進し上記のカルシウム流入を促す作用がある。今回Methacholineにより、亜酸化窒素同様にノルアドレナリンの上昇が確認された。上記のin vitroの研究と合わせて、平成20年度に検討したい。全身麻酔と睡眠はどちらも意識を低下させることから、以前より相互の関係が注目されている。全身麻酔の意識の状態を評価する時、脳波の高振幅徐波化は重要な点の一つであり、同様の変化はノンレム睡眠中にも見られる。tumor necrosis factor(TNF)α等の睡眠関連物質の大脳皮質での変化は脳波の高振幅徐派化の程度に深く関連しているため、全身麻酔中の脳波の変化に睡眠関連物質が関わっていることが考えられる。雄性SD系ラットに脳波電極を左右対称の位置に留置し、電極の直下の硬膜と大脳皮質の間にガイドカニューレ先端が位置するよう固定した。ガイドカニューレより20%リドカイン2μl投与すると、麻酔下による脳波の活動が低下した。手術後回復期間を置き、23時間の脳波を測定し、覚醒、ノンレム睡眠、レム睡眠に分類した。翌日暗期開始時、大脳皮質上にTNFαを150ng/2μl投与した。脳波を3時間測定後、プロポフォール麻酔し脳波麻酔時間と脳波の測定をした。正向反射の消失時間は9分程度で、麻酔時間は10から18分程度だった。脳波の変化は現在検討中である。睡眠時の脳波の活動と大脳皮質の睡眠関連物質は、覚醒時の活動に依存する。

覚醒時に片方の手を刺激し続けると、続いての睡眠時に、反対側の対応する部位から導出された脳波の活動が増加する。また、ラットのヒゲを片側だけ刺激し続けると、反対側の対応する大脳皮質の睡眠関連物質が増加する。臨床において、睡眠関連物質である炎症性サイトカインが局所で上昇する場合として、脳梗塞が予測される。我々は、片側脳梗塞患者の麻酔中、脳波モニターであるBISが健常側に対して梗塞側で低下することを発見した。脳波波形は左右対称に見えるが、周波数解析による徐波成分の増加が確認された。このことは、本研究で仮定している麻酔中の脳波変化が臨床でも起こりうる可能性を示唆している。
電磁放射によるエキゾチックハドロンの構造研究

この研究はエキゾチックハドロンの候補であるΛ(1405)などのハドロンの構造をしらべるためにその電磁崩壊を測定することをその最終目的としている。そのために電磁崩壊からのγ線の位置検出器を開発することがこの研究の主目標である。すでに製作がほぼ終わっている超伝導磁石とTPCからなるHypTPCというハイペロンスぺクトロメーターと組み合わせて使うことを条件にsimulation計算を行い、γ線検出器の基本設計を行った。せまいスペースに設置できるように、鉛とタングステンとシンチレーターのサンドイッチ構造とした。さらにさまざまなテスト実験の結果をふまえて、シンチレーター光の読み出しとして直接光と波長変換ファイバー読み出しの2種類の検出器を製作した。光検出器としては強磁場中であるのでMPC(Micro Photon Counter)を用いた。MPCの信号処理回路を何度かのテストと修正を経て製作し、γ線検出器としてあとはビームによるテスト実験を待つばかりとなっている。またJ-PARCにおけるハイペロンの電磁崩壊の測定の実験計画とそのためのγ線検出器の開発状況について、年度末に韓国で行われたワークショップで講演した。この研究で開発する検出器は、大きなHypTPCと呼ぶハイペロンスぺクトロメーターのひとつのアップグレイドとして構想されている。そのため全体として特に信号処理やデータ取得方法などを統一する必要がある。しかしスぺクトロメーター本体の検出器の信号読み取り回路の設計確定が遅れたため、それにあわせる必要があったため本研究で開発したγ線位置検出器の信号読み取り回路の製作が予定より遅れてしまった。これまでの研究で、信号処理回路を含めて2種類のγ線検出器を製作した。今後は製作したγ線検出器を放射線源とさらにγ線ビームを用いてその性能を評価確認する。その結果に基づいて最終的なγ線検出器システムの全体設計を行い研究をまとめる。さらにJ-PARCでのハイペロンの電磁崩壊測定の実験提案をまとめる。この研究の目的は、エキゾチックハドロンの候補であるL(1405)やXi(1690)などのハイペロンの構造を明らかにすべく、その電磁崩壊を測定するためのγ検出器の開発を行うことである。電磁崩壊は強い相互作用による崩壊に比べてその1%以下と考えられ、電磁崩壊を測定する上ではバックグラウンドが大きな問題となる。γ線の位置を測定することでこのバックグラウンドをどこまで抑えることができるかが測定の決め手となる。J-PARCでのこれらのハイペロン生成反応と崩壊のシミュレーションを行って、現在建設がほぼ終了したハイペロンスぺクトロメーター内のTime Projection Chamberの外壁に配置するγ線位置検出器の基本設計を完了した。1cm幅のシンチレーターホドスコープと1radiation lengthの鉛板の3層のサンドイッチ構造で、十分な検出効率(99%)とS/N比を得られるとの結論を得た。まずこの基本設計に沿った部分的なサイズのテスト用モヂュールを製作することにした。波長変換ファイバーとMPPC読み出しを用いたテスト用のγ線位置検出器の基本設計を行い、MPPCなどの必要部品の調達を開始した。目的のハイペロンの生成および電磁崩壊については、よくわかっていないので、理論的な検討がそのシミュレーションには必要である。それらの検討に時間がかかった。しかし最終的にはそれらの不定性を十分考慮して基本的なγ検出器のパラメーターを決めることができた。この研究の目的は、エキゾチックハドロンとくにハイペロン共鳴の構造をあきらかにすべくその電磁放射を測定するためのγ線検出器を開発することである。ハイペロン共鳴の観測については必要となるTPCを用いたハイペロンスぺクトロメーターの建設が我々を含む研究グループによりほぼ完了している。ここに新たにγ線位置検出器を超伝導磁石とTPCの間の間隙に設置してハイペロン共鳴からの電磁放射のいくつかを世界で初めて測定することが最終目的である。そのためにこの研究では、そのγ線位置検出器の研究開発を行う。まずシミュレーションによって必要な位置分解能を決定し、実際の条件とも考え併せて検出器の仕様を決定する。今年度はそのために、検出器の試作にとりかかった。γ線位置検出器はシンチレーターと鉛のサンドイッチ構造になる。位置分解能は、シンチレーターのサイズと読み出しの時間分解能で決まる。シミュレーションの結果、シンチレーターのサイズを決定した。読み出し方式については、波長変換ファイバー読み出しと直接読み出しの二つのタイプを試作することにした。光検出にはMPPCを用いる。これらのサンプルについて設計を行い、製作に必要な材料や回路をそろえて、製作の準備を整えた。エキゾチックハドロンの存在はますます確実になっており、その構造を明らかにすることの重要性がひろく認識されている。ハイペロン共鳴からの電磁放射の実験計画策定に向けて理論家と共同で検討をすすめている。今年度は、すでに完成している標的内蔵型TPC(Time Projection Chamber)の外部の間隙に配置するγ線の位置検出器の試作品を設計した。今年度中に完成してテストする予定であったが、シンチレーターの加工などで問題があり、製作と納入がおくれたため、テストは平成30年度はじめにずれこむことになった。

すでに製作がほぼ終わっている超伝導磁石とTPCからなるHypTPCというハイペロンスぺクトロメーターと組み合わせて使うことを条件にsimulation計算を行い、γ線検出器の基本設計を行った。せまいスペースに設置できるように、鉛とタングステンとシンチレーターのサンドイッチ構造とした。さらにさまざまなテスト実験の結果をふまえて、シンチレーター光の読み出しとして直接光と波長変換ファイバー読み出しの2種類の検出器を製作した。光検出器としては強磁場中であるのでMPC(Micro Photon Counter)を用いた。MPCの信号処理回路を何度かのテストと修正を経て製作し、γ線検出器としてあとはビームによるテスト実験を待つばかりとなっている。またJ-PARCにおけるハイペロンの電磁崩壊の測定の実験計画とそのためのγ線検出器の開発状況について、年度末に韓国で行われたワークショップで講演した。この研究で開発する検出器は、大きなHypTPCと呼ぶハイペロンスぺクトロメーターのひとつのアップグレイドとして構想されている。そのため全体として特に信号処理やデータ取得方法などを統一する必要がある。しかしスぺクトロメーター本体の検出器の信号読み取り回路の設計確定が遅れたため、それにあわせる必要があったため本研究で開発したγ線位置検出器の信号読み取り回路の製作が予定より遅れてしまった。γ検出器の基本的パラメーターを決めたので、29年度はそれに従ってテスト用の検出器を製作する。まず放射線源を用いて、シンチレーターホドスコープの厚さを中心に最適化をはかる。その後東北大学の電子加速器施設で実際のγ線ビームを用いてテスト実験を行い、検出器の最適化を行う予定である。γ線位置検出器のサンプルの材料はすでにそろっており、30年度はじめにふたつのシンチレーター光の読み出しタイプ(波長変換ファイバー方式と直接方式)のものを製作し、基本性能をベータ線などでテストする。その後鉛板とシンチレーターのサンドイッチ構造のγ線位置検出器としてくみ上げる。東北大学のELPHのγ線ビームを用いて位置検出器の性能(時間分解能、位置分解能、効率)を測定する。それをもとにJ-PARCでのΛやΞ共鳴の電磁放射崩壊測定の実験提案をまとめる。これまでの研究で、信号処理回路を含めて2種類のγ線検出器を製作した。今後は製作したγ線検出器を放射線源とさらにγ線ビームを用いてその性能を評価確認する。その結果に基づいて最終的なγ線検出器システムの全体設計を行い研究をまとめる。さらにJ-PARCでのハイペロンの電磁崩壊測定の実験提案をまとめる。今年度は、理論的検討とシミュレーションに時間がかかり、テスト用のγ線検出器を設計するところまでしかできず、その製作は29年度になった。そのため28年度予定していた予算を一部29年度に執行する必要が生じた。(理由)γ線位置検出器の基本パラメーターは、ハイペロン共鳴の電磁放射のシミレーションと実際的な製作可能性とに基づいて決定される。この検討に予想以上に時間がかかった。
真空場を利用した単一光子スイッチ

全光型量子スイッチに用いる実験共振器の安定化に向けては、安定化に使用する光が共振器内の原子に及ぼす影響を低減するために、原子の共鳴から大きく離調させた非共鳴光を用いる必要がある。さらに実験共振器の共振周波数が原子の吸収線に対して安定化されている必要があるため、共振器の安定化に用いる非共鳴光もまた原子の吸収線に対して安定化されている必要がある。そこで本研究では、これまで非共鳴光と共鳴光を相対的に安定化させるための参照共振器の開発を行ってきており、平成29年度には機械的安定性を高めた一体型参照共振器を構築した。平成30年度には、この共振器について、まず温度による共振器長の変化を防ぐための温度安定化機構を構築した。さらに、波長780 nmのRb原子の共鳴光と実験共振器の安定化に用いる波長760 nmの非共鳴光における参照共振器の線幅を評価した。その結果、それぞれ870 kHzと620 kHzという値が得られた。これらの値と各光源の線幅および760 nmにおける実験共振器の線幅から最終的に得られる、原子の吸収線に対する実験共振器の共振周波数の安定度を算出したところ1.5 MHzとなり、Rb原子の自然幅(6 MHz)よりも狭い領域で安定化できることが明らかとなった。しかしながら、この安定性を得るためには、原子の吸収線に対して共鳴光を、共鳴光に対して参照共振器を、参照共振器に対して非共鳴光を、非共鳴光に対して実験共振器をそれぞれ安定化することが必要となり、それら全てを同時に実現した状態を長時間維持することは困難であることが予想される。そこで、参照共振器による安定化と並行して、新たによりシンプルな方法として、別の原子(具体的にはK原子)を利用した実験共振器の安定化の方法を考案し、その実現可能性について検討した結果、十分な安定性が得られることが分かったため、その実験系の構築に着手した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成26年度は、真空場誘起透明化の原理を用いた単一光子による全光型量子スイッチの動作の根幹をなす光パルスの群遅延の増大に向け、高フィネス光共振器および高密度原子集団の準備を行った。まずプロトタイプマウントを作製し、本研究で用いる高フィネス光共振器の性能を評価した。具体的には共振器ミラーの反射率と共振器中でのビーム径を評価し、原子と光子の相互作用の強さを表す単一原子パラメータを決定した。その結果、このパラメータが先行研究と比べて4倍以上大きくなっていることが明らかになった。さらに、2サイトの準備にあたり、1枚のレンズを用いて原子集団中に2本の独立なレーザー光を集光した際の空間的な分離の可能性を検討した結果、十分に離れた位置に集光することが可能であることを確認した。これらの知見をもとに真空中に導入するための共振器マウントを設計・加工し、その組み立てに着手した。また、高フィネス光共振器を真空中で安定化するための光学系およびRF回路を作製した。まず、共鳴光に対して間接的に共振器を安定化させるための参照共振器の作製・性能評価を行い、そこに共鳴・非共鳴の2本の光を安定化するための光学系およびRF回路を作製した。これで高フィネス光共振器を真空中で安定化するための準備が整った。さらに、高密度原子集団を作製するために、超高真空チャンバー内の共振器の中心付近の領域に冷却原子集団を捕捉した。この原子集団の密度を増大させるために、原子集団を圧縮するための機構を開発した。また、原子集団を共振器中に捕捉するためのレーザーを作製しその性能評価を行った。一方、共振器中での光子と原子の結合を最大化させるために最適な原子の配置を実現するホログラフィック原子トラップの形状についての検討を行い、その準備に着手した。以上により、真空場誘起透明化の原理を用いて光パルスの群遅延を増大させるための準備がおおむね整ったと言える。平成27年度には、1)実験共振器の安定化機構の改良、2)実験共振器の組み立てと超高真空への導入、3)共振器中に原子を捕捉するためのトラップレーザーの安定化、4)共振器と原子の結合強度を可変にするための機構の開発を行った。1)については参照共振器の改良および光源の狭窄化を行った。前年度に作製した参照共振器はフィネスが高すぎたため、実験共振器を安定化させる上で技術的な困難を生じた。そこで、敢えてフィネスを下げて線幅を広げるという改良を行った。作製した参照共振器のフィネスは18000程度であり、線幅は200 kHzであった。一方、実験共振器の安定化に用いる光源を狭窄化するために光ファイバーを用いた光フィードバックを行った。その結果、もともと5 MHz程度であった線幅を75±21 kHzまで狭窄化させることに成功した。以上により、単一光子スイッチの実現において中心的な役割を果たす実験共振器の安定化機構が大幅に改良され、今後円滑に安定化を行える見通しが立った。2)については、大気中で実験共振器の光軸を合わせた後にフィネスを測定し58000±9000という値を得た。