hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
子どもの遊びを育む保育環境―想定外を生かす環境構成

幼児による保育環境の想定外の使い方について、日本およびニュージーランド(NZ)の保育施設における観察と質問紙調査により検討した。想定外の使い方により本来の想定との「ずれ」が生じ、視覚的刺激となって遊びが浮き彫りとなること、子どもの発想力を軸としながら、「物とかかわる経験」「創意工夫」「おもしろさ」「遊びの広がり」「遊びの盛り上がり」「園の遊び文化として定着する可能性」が生まれることが見出された。子どもの発想の尊重と安全管理への責任など、保育者はときに迷い葛藤を抱きつつ、想定外の使い方を認めるか否かを判断し対応していた。また、日本よりNZの方が想定外の使い方に寛容であることも示唆された。本研究は,保育における子どもと物理的環境とのかかわりにおいて「想定外の使い方」に焦点を当て,(1)想定外を捉える枠組みの構築(2)想定外の意義と発達的変化(3)想定外の使い方に対する保育者の考えや対応の把握(4)想定外を生かす環境構成のための具体的な指標作成を目的とする。本年度は,保育者に対する質問紙調査および保育現場における観察調査を実施した。質問紙調査(子どもと保育環境とのかかわり[7つの具体例]と保育者の対応/実際の経験に基づく想定外の使い方の具体例と対応,理由/想定外の使い方についての考え/保育環境についての考え)は,保育所2園,幼稚園1園の保育者を対象に実施した(回収数46)。子どもの発想の豊かさやアイディアに感心し,想定外を受けとめる一方で,集団における安全性を確保するため想定外の使い方を認めにくい現実も見出された。想定外の使い方を認めない場合でも,子どもの発想やおもしろさは認めたいという葛藤や,代替物の提案がなされる事例もあった。さらに,想定外の使い方の許容範囲の判断が難しいこと,保育者の対応を一貫することの必要性も指摘された。保育所2園(2013年5月継続中/2013年8月),幼稚園2園(2012年6月継続中/2013年10月)において,VTRや写真撮影,筆記記録による自然観察を実施し,保育所2園の2歳児クラスのデータ(2010年8月2011年3月:25日間/2013年5月12月:14日間)を分析した。想定外の使い方をしながら笑いを伴う,その使い方を周囲にアピールする事例があり,その際,子どもたちに想定外の認識があると考えられる。また,周りの子どもも同じように想定外の使い方を行って遊びが広がった事例においては,相互作用の開始場面において暗黙的な方略が用いられたことにより活動が盛り上がる(隅田[松井],2003)ことも見受けられた。保育における物理的環境と想定外の使い方について,2014年8月,ニュージーランドにおける保育施設6園において,保育者に対する質問紙調査(2013年に国内で実施した質問紙の英訳版:一部改訂)を行った(回収数23)。想定外の使い方の具体例5つについて,もし子どもがそのような使い方をしていたら,保育者としてa)どのように対応するか:迷いなく認める/葛藤はあるが認める/葛藤はあるが認めない/迷いなく制止する/その他(具体的に)のいずれかを選択,b)a)の理由(自由記述)を尋ねた。日本(松井, 2013)とニュージーランドの比較を行ったところ,「すべり台逆さのぼり」「ごっこ遊びで絵本を間仕切りとして使用」「ぬいぐるみを食材として使用」が,日本と比べてニュージーランドの方が認める割合が高く,「タンバリンを靴として使用」「手押し車に乗る」は差がなかった。特に「ぬいぐるみ食材」については「狩猟を実際に目にしている子どもはそれを再現している」「子どもの文化的背景は様々であり尊重すべき」等の理由が述べられ,文化による影響が大きいと考えられる。想定外の使い方に関して,「想定外のことは毎日起こり,価値をおいて大切にしている」「自由に解釈して創造的に使える教材を意図的に用意している」「健康/安全が損なわれなければ,想像的,創造的,表現豊かにどんな形で使用してもよい」「挑戦やリスクも重要」など,安全性の確保がなされていれば肯定的に捉える意見が大半であった。日本(松井,2013)のように,「子どもの想像(創造)力をのばすためにはどこまでを認めるか難しく悩む」「子どもの力や楽しみたいという思いは受けとめたいが危険につながることもあるので境が難しい」といった想定外を認めるか否かの判断の難しさについての言及は見られなかった。子どもと保育者の比率や園空間等,安全確保につながる最低基準の差による影響もあるのではないか。本年度は保育現場における縦断調査を継続し、2歳児4歳児までの3年間における観察データの収集を終えた。想定外の使い方により、本来の想定との「ずれ」が生じ、視覚的刺激となって遊びが浮き彫りになる。そして、子どもの発想力を軸としながら以下の5点が生まれることが見出された。(1)物とかかわる経験:2歳児前半においては、一人遊びで想定外の使い方(手で土をつかんでスコップにつめていく等)が生じており、さまざまなやり方で物とかかわる経験を積み、物に熟知していく過程にあると言える。(2)創意工夫とおもしろさの共有:既存の物の使い方にしばられない創意工夫を通して、これまで経験のない/少ないおもしろさを、一人で/他の子どもと共有して楽しむことができる。

(3)遊びの広がりと仲間との接点:ある子どもが始めた想定外の使い方を、周りの子どもも同じように行って遊びが広がることにより、一時的であれ子ども同士のつながりが生まれる可能性がある。(4)遊びの盛り上がり:いざこざが生じていたが、想定外の使い方により一転笑いを伴いながら新たな方向性で遊びが継続する、ごっこ遊びに新たなテーマが加わるなど、すでに展開している遊びが盛り上がることもある。(5)園の遊び文化として定着する可能性:想定外の使い方が次第に広まり、繰り返され、園の遊び文化のひとつとして定着していくものもあると考えられる(虫かごの代わりにバケツとふるいを使用する等)。また、想定外の使い方に対して保育者の制止が見られたのは、ベンチの上を歩いている2例(2歳児/理由:危険)、空き箱類を入れておくダンボール箱の中に入り込んでいる1例(3歳児/理由:園のルール)、合計3例のみであった。安全が保障されていれば、子どもの発想を尊重し、想定外の使い方が認められることが多いと言える。幼児による保育環境の想定外の使い方について、日本およびニュージーランド(NZ)の保育施設における観察と質問紙調査により検討した。想定外の使い方により本来の想定との「ずれ」が生じ、視覚的刺激となって遊びが浮き彫りとなること、子どもの発想力を軸としながら、「物とかかわる経験」「創意工夫」「おもしろさ」「遊びの広がり」「遊びの盛り上がり」「園の遊び文化として定着する可能性」が生まれることが見出された。子どもの発想の尊重と安全管理への責任など、保育者はときに迷い葛藤を抱きつつ、想定外の使い方を認めるか否かを判断し対応していた。また、日本よりNZの方が想定外の使い方に寛容であることも示唆された。2014年度に予定していた通り,ニュージーランドにおける就学前施設6園,小学校1校において,観察調査,質問紙調査,インタビュー調査を完了した。国内の保育所および幼稚園における観察調査研究を継続し,分析を進めている。以上の研究調査に関して,2014年度は学会ポスター発表を2回実施した。保育学、発達心理学国内における観察調査研究を進め,事例の収集と分析を進める。研究の最終年度のまとめとして,これまでの調査結果に基づいて考察を進め,学会発表を実施し,論文を執筆する。保育者に対するアンケート調査、幼稚園および保育所における観察調査研究を進め、2013年度は学会発表2回(口頭発表、ポスター発表)を実施し、2014年度は学会発表1回(ポスター発表)1回行う予定である。次年度使用額が生じているが,当該年度(2014年度)については,前年度(2013年度)未使用額(213,980円)が含まれている。また,実際の支出額(1,374,299円)は,当初の直接経費支払請求額(1,200,000円)を上回る支出となっており,順当な経費支出であると言える。国内における観察調査研究を進め、事例の収集と分析を継続する。また、2014年度にはニュージーランドにおける保育施設における観察調査、保育者に対する質問紙調査およびインタビュー調査を実施する。2015年度には、これまでの調査研究に基づいて、最終的な分析と考察を進めていく。これまで保育観察において撮影したVTRのテープ起こしと,ニュージーランドにおける調査を研究対象園にフィードバックするための翻訳にかかるアルバイト・人件費の支出や,研究成果発表のための諸経費等を支出する必要がある。
内点法によるシステム最適化とその応用

半正定値計画問題の一般化である自己双対な錐の上の線形計画問題の内点法による解法の開発および応用について研究を進めた.この問題は(古典的)線形計画問題,2次錐計画問題,半正定値計画問題など重要な問題を含んでおり,これらを統一的に取り扱う理論および実装を発展させることにより,より柔軟なモデリングの道具を現場に提供することができる.そのために,特に問題をJordan代数の立場から理解し,主双対内点法の統一的理論を構築し,得られたアルゴリズムを実際問題に適用することを目標とした.その方向に向けて,2次錐計画問題や半正定値計画問題などの具体例の計算を通じてある程度の進展が得られたと考えている.具体的な成果は以下の通りである.1. Monteiro-Zhang探索方向族を用いた主双対内点法の解析を2次錐計画問題に対して行い,この族を用いたショートステップパス追跡法がO( n L)反復の多項式アルゴリズムであることを証明した.応用に関しては,半正定値計画問題の統計学のグラフィカルモデル推定への応用や2次錐計画問題の最適設計問題への応用などについて研究を現在進めている.これらの結果については今後論文にまとめていく予定である.本年度は,半正定値計画問題の一般化である,自己双対な錐の上の線形計画問題について研究を進めた.この問題は,他にも(普通の意味での)線形計画問題,2次錐計画問題(凸2次制約凸2次計画問題)など重要な問題を含んでおり,それらを統一的な視点から理解することは,最終的にはより良い半正定値計画問題のための内点法アルゴリズムを構成することにつながると考えられる.その手がかりを得るため,2次錐計画問題を取り上げ,主双対内点法に必要な中心曲線,その近傍や探索方向の概念がうまく定義できることを示し,実際にアルゴリズムを構成,解析し,線形計画問題や半正定値計画問題に対する主双対内点法との共通点について考察した.得られた結果は以下の通りである.1.中心曲線の近傍は,錐に対応するJordan代数の単位元を主問題の変数xに写す錐の自己同型群の元Gxを用いて双対問題の変数sを変換した量w=Gxsの固有値を用いて定義される.この近傍を用いて種々のパス追跡法が構成できる.2.半正定値計画問題に対する主双対内点法では,自己同型群による変換によって不変な2つの良く知られた探索方向,小島・進藤・原の探索方向,Nesterov・Toddの探索方向があるが,これらの方向が2次錐計画問題についても自然に定義可能である.3.上述の2つの探索方向を用いたパス追跡法は多項式性を持つ.これらの結果について,3月にジョージア工科大学システム経営工学科のRenato Monteiro助教授に来日してもらいレビューを受けた.半正定値計画問題の一般化である自己双対な錐の上の線形計画問題の内点法による解法の開発および応用について研究を進めた.この問題は(古典的)線形計画問題,2次錐計画問題,半正定値計画問題など重要な問題を含んでおり,これらを統一的に取り扱う理論および実装を発展させることにより,より柔軟なモデリングの道具を現場に提供することができる.そのために,特に問題をJordan代数の立場から理解し,主双対内点法の統一的理論を構築し,得られたアルゴリズムを実際問題に適用することを目標とした.その方向に向けて,2次錐計画問題や半正定値計画問題などの具体例の計算を通じてある程度の進展が得られたと考えている.具体的な成果は以下の通りである.1. Monteiro-Zhang探索方向族を用いた主双対内点法の解析を2次錐計画問題に対して行い,この族を用いたショートステップパス追跡法がO( n L)反復の多項式アルゴリズムであることを証明した.応用に関しては,半正定値計画問題の統計学のグラフィカルモデル推定への応用や2次錐計画問題の最適設計問題への応用などについて研究を現在進めている.これらの結果については今後論文にまとめていく予定である.
『中観明句論註釈』の文献学的研究によるインド・チベット中観仏教思想史の再構築

本研究は、チベット人シャン・タンサクパ著『中観明句論註釈』の写本解読により、インドからチベットへ、チャンドラキールティの帰謬論証を用いる中観思想がインドの仏教論理学と融合しながら伝承された1112世紀の時代思潮を明らかにした。すなわちチャンドラキールティ自身が先行するディグナーガの論理学を取り入れており、中観派によって他者に真実を知らしめるための命題と論理の使用は是認される。この新しい知見により、本研究は中観仏教思想史を見直し、論理学との融合過程に焦点をあてて再構築した。(1)12世紀チベット人学匠シャン・タンサクパ作『中観明句論註釈』第1章の写本の解読と校訂テキストの作成(2)(1)に基づく研究(1)『中観明句論』の著者でインド中観帰謬派チャンドラキールティによるバーヴィヴェーカの自立論証批判の再解釈(2)自立論証派と帰謬論証派の区分の根拠再考(3)中観思想と論理学の関わりの再検討(4)12世紀チベットの思想状況の解明本研究は、チベット人シャン・タンサクパ著『中観明句論註釈』の写本解読により、インドからチベットへ、チャンドラキールティの帰謬論証を用いる中観思想がインドの仏教論理学と融合しながら伝承された1112世紀の時代思潮を明らかにした。平成19年度の研究実績として、研究代表者は次の三つの作業を研究協力にあったてくれる大学院生の助力を得て完了した。1)『中観明句論註釈』第1章924フォリオ(全体の半分相当)の写本解読作業と校訂テキストの作成。2)同2章の写本解読作業と校訂テキストの作成。3) 1)に基づく内容読解。そこから得た知見は、以下の2点である。1『中観明句論註釈』の著者シャン・タンサクパ(12世紀)は、チャンドラキールティによる論理学的手法の批判を、離辺中観説の立場から解釈している。後代のチベット人に伝承された離辺中観説の原形をこのテキストに見ることができる。2彼自身は論理学的手法をまったく退けるのではなく、他者が用いる論理を利用して否定的な言明を導く論証を行なうことを認める。これはチベット仏教の初期からチャンドラキールティの中観思想体系に論理学が組み込まれていたことを示している。1,2は、これまで資料の不足によって解明が不十分であった1112世紀のチベット仏教後伝期初期におけるインド仏教の受容のあり方と思想状況について新しい情報と理解をもたらし、その後のチベット中観思想の発展に与えた影響を明らかにしてくれるものである。平成20年度の研究実績として、研究代表者は次の三つの作業を連携研究者の助力を得て完了した。1)シャン・タンサクパ著『中観明句論註釈』第1章19フォリオの写本解読作業と校訂テキストの作成。2)同書に説かれる中観学説における論理学的要素の受容と排除の確定。3) 2)に基づく研究論文の作成。研究論文としてまとめ、発表した内容は次の二つである。(1)12世紀のチベット人学者シャン・タンサクパは、自説の主張命題を立てず、議論においては対論者の主張を否定するのみである、という中観帰謬派の立場をとる。その場合の「主張命題」とは何かという定義と「否定」の意味について、解明した。(2)シャン・タンサクパは、帰謬法の創設者は中観論師であることを確認し、論理学者たちによって定められた帰謬法の規則も、本来は中観論師たちによって創案されたものだという独自の解釈を示したことを明らかにした。研究分担者佐久間教授は、唯識理論の形成へのスティラマティと玄奘の果たした貢献を明らかにし、小野准教授は、仏教論理学派が、言葉の対象として形相を考えるヒンドゥー教の学説批判をしたことを明らかにした。平成21年度の研究実績として、研究代表者は次の三つの作業を研究協力者の助力を得て完了した。1)シャン・タンサクパ著『中観明句論註釈』第1章124フォリオの写本校訂テキストの作成と校正。このテキストは、チベット文字を用いた校訂テキストとして2011年度に出版予定で、その準備にとりかかっている。2)同書が註釈するチャンドラキールティ作『明句論』における論理学受容の再考察。3)2)に基づく研究発表を第14回国際サンスクリット学会(京都大学)で行った。内容は以下の通りである。『明句論』は論理学受容に否定的であると従来理解されてきた。しかしながら実際には著者チャッドラキールティは同時代(7世紀)のインドの論理学が用いる論証形式を認め、中観派もそれに従って他者の誤った見解を否定する論証を行っていることを示そうとしている。そこで要請される主題について中観派は対論者と共通認識をもちえないために、それは中観派自身にとって成立する主張命題をもった自立論証にはならないのである。

それ故にチャンドラキールティは「中観派は自らの主張命題をもたない」と唱えたのであるが、それは中観派がまったく論理を用いない、という意味ではない。むしろ論理学の規則を遵守していると見るべきである。研究分担者佐久間教授は、瑜伽行派の系譜に新知見を加え、研究論文として発表した。小野准教授は、仏教論理学派のヒンドゥー教の学説批判を引き続き研究した。平成22年度の研究成果として、研究代表者は研究分担者・研究協力者の協力を得て、次の作業を行ない、それぞれで得た知見を研究成果として学会あるいは雑誌論文で発表した。1)シャン・タンサクパ著『中観明句論註釈』第1章124フォリオの写本校訂テキストの出版準備(2011年度出版予定)。2)シャン・タンサクパによる中観派の主張命題の有無の議論の解明。シャン・タンサクパによれば、中観派は仏教論理学派が定義する「論者自身が認めた内容を証明するための主張命題」を立てることはないが、対論者の認める内容を仮に用いた「主張命題」あるいは帰謬論証の「主張命題」を用いることはできる。こうしたシャン独自の解釈を明らかにし、その成果を発表した。3)同書が註釈するチャンドラキールティ作『明句論』における論理学受容の解明。チャンドラキールティは先行するディグナーガの論理学に批判的であったと評価されてきたが、その議論を丁寧に解読すると、ディグナーガによる他者に学説を理解させるための論理の提示方法と帰謬論証の方法を受容し、利用していると考えられる。研究代表者は、この問題を具体的に論じ、学会に再考を促した。4)チベットの宗義書であるトゥカン著『一切宗義』「カダム派の章」の翻訳研究(東洋文庫より出版)。シャンを含むチベットカダム派の歴史と教義を説いた後代のトゥカンの宗義書研究を行なった。
神経芽腫におけるFas非依存性アポトーシスの発生機序に関する研究

【目的】神経芽腫における細胞死の機序を知るために,カスパーゼ3とその基質であるラミンAとPARP[poly(ADP-ribose)polymerase]およびH-Rasの発現状況を検討した.また,組織内のどの細胞集団が死に至りやすいかを知るためにクローン性解析が必要と考え,その予備検討も行った.【方法】神経芽腫組織(ホルマリン固定パラフィン包埋材料)42例にクエン酸バッファーを用いた抗原賦活化を行った後,抗カスパーゼ3,ラミンA, PARP抗体(前駆型あるいは活性型特異的)および抗H-Ras抗体を用いた免疫染色を行った.また,自食変性部を検出するためにPAS染色を行った.【結果】前駆型カスパーゼ3,ラミンA, PARPは多くの腫瘍細胞に発現していたが,活性型蛋白はアポトーシス細胞に限局し,予後良好腫瘍に多く発現する傾向がみられた.また,H-Rasも予後良好腫瘍に強く発現たが,その局在と細胞死領域(アポトーシス,壊死あるいは自食変性部)との関連は明らかではなかった.【考察】神経芽腫における細胞死にはカスパーゼ依存経路が強く関与すると考えられ,最近提唱されたネクローシス様プログラム細胞死によるカスパーゼ非依存経路の関与は確認できなかった.今後,症例を増やしさらに検討を続ける必要がある.なお,線維性異形成,結節性筋膜炎を用いたX染色体連鎖クローン性解析では信頼できる結果が得られており,今後,神経芽腫への応用を行う予定でいる.【目的】神経芽腫における細胞死の機序を知るために,カスパーゼ3とその基質であるラミンAとPARP[poly(ADP-ribose)polymerase]およびH-Rasの発現状況を検討した.また,組織内のどの細胞集団が死に至りやすいかを知るためにクローン性解析が必要と考え,その予備検討も行った.【方法】神経芽腫組織(ホルマリン固定パラフィン包埋材料)42例にクエン酸バッファーを用いた抗原賦活化を行った後,抗カスパーゼ3,ラミンA, PARP抗体(前駆型あるいは活性型特異的)および抗H-Ras抗体を用いた免疫染色を行った.また,自食変性部を検出するためにPAS染色を行った.【結果】前駆型カスパーゼ3,ラミンA, PARPは多くの腫瘍細胞に発現していたが,活性型蛋白はアポトーシス細胞に限局し,予後良好腫瘍に多く発現する傾向がみられた.また,H-Rasも予後良好腫瘍に強く発現たが,その局在と細胞死領域(アポトーシス,壊死あるいは自食変性部)との関連は明らかではなかった.【考察】神経芽腫における細胞死にはカスパーゼ依存経路が強く関与すると考えられ,最近提唱されたネクローシス様プログラム細胞死によるカスパーゼ非依存経路の関与は確認できなかった.今後,症例を増やしさらに検討を続ける必要がある.なお,線維性異形成,結節性筋膜炎を用いたX染色体連鎖クローン性解析では信頼できる結果が得られており,今後,神経芽腫への応用を行う予定でいる.神経芽腫の自然退縮機構を理解するために、カスパーゼ9,カスパーゼ3およびカスパーゼ阻害因子であるXIAPの発現様式を検討した。凍結組織20例を用いたウェスタンブロット解析では,全例に前駆型カスパーゼ9がみられ,9例(45%)に活性型たんぱく質(p37/p35)が検出された。前駆型カスパーゼ3も全腫瘍に発現し,13例(65%)に活性型たんぱく質(p24/p17)が認められた。このうち7例(7/13:54%)ではp37/p35が同時にみられ,カスパーゼ9依存性にカスパーゼ3が活性化を受けたと考えられた。XIAPも全腫瘍に存在したが,9例(45%)で発現量の低下を認めた。さらに,このうち6例(6/9:67%)にはp37/p35が検出され,活性型カスパーゼ9を有する神経芽腫では,何らかの機序によりXIAP発現が低下し,より効率的にアポトーシスが発生する可能性が示唆された。ただし,臨床病理学的予後因子とカスパーゼ3活性化との関連は低く,実際の腫瘍退縮には細胞死と細胞成熟が複雑に関与していると示唆された。【目的】神経芽腫における細胞死の機序を知るために,カスパーゼ3とその基質であるラミンAとPARP[poly(ADP-ribose)polymerase]およびH-Rasの発現状況を検討した.また,組織内のどの細胞集団が死に至りやすいかを知るためにクローン性解析が必要と考え,その予備検討も行った.【方法】神経芽腫組織(ホルマリン固定パラフイン包埋材料)42例にクエン酸バッファーを用いた抗原賦活化を行った後,抗カスパーゼ3,ラミンA,PARP抗体(前駆型あるいは活性型特異的)および抗H-Ras抗体を用いた免疫染色を行った.また,自食変性部を検出するためにPAS染色を行った.【結果】前駆型カスパーゼ3,ラミンA,PARPは多くの腫瘍細胞に発現していたが,活性型蛋白はアポトーシス細胞に限局し,予後良好腫瘍に多く発現する傾向がみられた.また,H-Rasも予後良好腫瘍に強く発現したが,その局在と細胞死領域(アポトーシス,壊死あるいは自食変性部)との関連は明らかではなかった.

【考察】神経芽腫における細胞死にはカスパーゼ依存経路が強く関与すると考えられ,最近提唱されたネクローシス様プログラム細胞死によるカスパーゼ非依存経路の関与は確認できなかった.今後,症例を増やしさらに検討を続ける必要がある.なお,線維性異形成,結節性筋膜炎を用いたX染色体連鎖クローン性解析では信頼できる結果が得られており,今後,神経芽腫への応用を行う予定でいる.
新規Xe化合物の合成と新しいXe無機化学の開拓

キセノン(Xe)は18属元素の希ガスに分類され,一般には反応性に乏しいと認識されている.特に,それが金属や金属イオンと直接の強い結合を有する化合物はほとんど知られていない.我々は,Xeが銅イオン交換MFI型ゼオライト(CuMFIと略記)中に形成されたCu^+と特異的に相互作用するという不思議な現象を見いだした.本研究では,CuMFIなどの金属イオン交換ゼオライトをナノリアクションポットとして利用することによって,その反応容器中における交換イオンとキセノンとの化合物についてそれらの構造・電子状態などの特性を解明し,これまでにない全く新しいXeと金属または金属イオンのとの結合を通して,新しいXeの無機化学を開拓することを目的としている.今回,ゼオライトのサブナノメーターサイズの空間内に銅イオンをイオン交換させた試料を用いることによって,室温でさえ,XeとCu^+との化合物が形成されるという不思議な現象を解析した.Cu^+-Xeの結合状態に関して,高エネルギー加速器研究機構のシンクロトロン放射光を利用したX線吸収微細構造解析により,直接の構造解析に世界で初めて成功した.Cu^+-Xe間の結合距離は0.25nmと求まった.Xeのファン・デル・ワールス半径やCu^+のイオン半径を考慮すると,0.25nmという結合距離は大変短く,Cu^+-Xe結合に化学結合が存在することを示している.また,吸着エネルギーとして得たCu^+-Xe間の結合エネルギーの値は60kJ/molとわかった.これらの結果は量子化学計算的手法によりよく再現できた.また,銀イオン交換MFI型ゼオライト(AgMFI)もXeと室温で相互作用することを見いだした.その際,ゼオライト中に形成された銀イオンクラスターがXeとの相互作用に重要な役割をしていることがわかった.ゼオライト中の銀イオンクラスターの状態についてX線吸収微細構造スペクトルを測定し,真空排気処理により銀イオン交換ゼオライト中に形成される銀イオンクラスターの構造解析を行った.その結果試料中にはAg_n^<m+>クラスター,特に,Ag_3^<m+>クラスターが多く形成されることが分かった.拡散反射(DRS)スペクトルの測定の結果,Ag_n^<m+>クラスターに帰属されるバンドがキセノンを吸着させることにより高エネルギー側にシフトすることもわかった.これらの結果を考慮することによって,ゼオライト中に形成されたAg_3^<m+>クラスターがキセノンと相互作用するものと推定した.さらに,量子化学計算法を用いて銀イオンクラスターの構造解析および電子状態解析を行い,キセノンと相互作用する銀イオンクラスターの状態解析を行った.まず,電子状態解析から銀イオンクラスターの紫外可視スペクトル(計算)を得た.さらに,キセノン吸着前後におけるスペクトル変化(計算)の挙動はDRSスペクトル(実験)から得られた結果とよく一致した.以上の結果Ag_3^<2+>クラスターが最も強くキセノンと相互作用すると結論した.今後,吸着エネルギーを実験的に求め,その値とAg_3^<2+>クラスターへのXeの吸着エネルギーの計算値がどの程度一致するかについて,モデルの妥当性も含めて検討する予定である.これらのデータは世界で初めて実験的に求まった値であり,ゼオライトなどのナノリアクションポットを特異反応場として利用したXe-金属イオン化合物の初めての実験研究である.これらの結果を計算化学的手法を用いることによって実証した.さらに,本研究結果を利用し,キセノンの分離・回収法としてのCuMFIやAgMFI利用について,実用面からのアプローチも行った.キセノン(Xe)は18属元素の希ガスに分類され,一般には反応性に乏しいと認識されている.特に,それが金属や金属イオンと直接の強い結合を有する化合物はほとんど知られていない.我々は,Xeが銅イオン交換MFI型ゼオライト(CuMFIと略記)中に形成されたCu^+と特異的に相互作用するという不思議な現象を見いだした.本研究では,CuMFIなどの金属イオン交換ゼオライトをナノリアクションポットとして利用することによって,その反応容器中における交換イオンとキセノンとの化合物についてそれらの構造・電子状態などの特性を解明し,これまでにない全く新しいXeと金属または金属イオンのとの結合を通して,新しいXeの無機化学を開拓することを目的としている.今回,ゼオライトのサブナノメーターサイズの空間内に銅イオンをイオン交換させた試料を用いることによって,室温でさえ,XeとCu^+との化合物が形成されるという不思議な現象を解析した.Cu^+-Xeの結合状態に関して,高エネルギー加速器研究機構のシンクロトロン放射光を利用したX線吸収微細構造解析により,直接の構造解析に世界で初めて成功した。Cu^+-Xe間の結合距離は0.25nm(位相シフト補正後)と求まった.Xeのファン・デル・ワールス半径やCu^+のイオン半径を考慮すると,0.25nmという結合距離は大変短く,Cu^+-Xe間に化学結合の存在を示す.また,吸着エネルギーとして得たCu^+-Xe間の結合エネルギーの値は60kJ/molとわかった.これらのデータは世界で初めて実験的に求まった値であり,ゼオライトなどのナノリアクションポットを特異反応場として利用したXe-金属イオン化合物の初めての実験研究である.これらの結果を計算化学的手法を用いることによって実証した.さらに,本研究結果を利用し,キセノンの分離・回収法としてのCuMFI利用について,実用面からのアプローチも行った.キセノン(Xe)は18属元素の希ガスに分類され,一般には反応性に乏しいと認識されている.

特に,それが金属や金属イオンと直接の強い結合を有する化合物はほとんど知られていない.我々は,Xeが銅イオン交換MFI型ゼオライト(CuMFIと略記)中に形成されたCu^+と特異的に相互作用するという不思議な現象を見いだした.本研究では,CuMFIなどの金属イオン交換ゼオライトをナノリアクションポットとして利用することによって,その反応容器中における交換イオンとキセノンとの化合物についてそれらの構造・電子状態などの特性を解明し,これまでにない全く新しいXeと金属または金属イオンのとの結合を通して,新しいXeの無機化学を開拓することを目的としている.今回,ゼオライトのサブナノメーターサイズの空間内に銅イオンをイオン交換させた試料を用いることによって,室温でさえ,XeとCu^+との化合物が形成されるという不思議な現象を解析した.Cu^+-Xeの結合状態に関して,高エネルギー加速器研究機構のシンクロトロン放射光を利用したX線吸収微細構造解析により,直接の構造解析に世界で初めて成功した.Cu^+-Xe間の結合距離は0.25nmと求まった.Xeのファン・デル・ワールス半径やCu^+のイオン半径を考慮すると,0.25nmという結合距離は大変短く,Cu^+-Xe結合に化学結合が存在することを示している.また,吸着エネルギーとして得たCu^+-Xe間の結合エネルギーの値は60kJ/molとわかった.これらの結果は量子化学計算的手法によりよく再現できた.また,銀イオン交換MFI型ゼオライト(AgMFI)もXeと室温で相互作用することを見いだした.その際,ゼオライト中に形成された銀イオンクラスターがXeとの相互作用に重要な役割をしていることがわかった.ゼオライト中の銀イオンクラスターの状態についてX線吸収微細構造スペクトルを測定し,真空排気処理により銀イオン交換ゼオライト中に形成される銀イオンクラスターの構造解析を行った.その結果試料中にはAg_n^<m+>クラスター,特に,Ag_3^<m+>クラスターが多く形成されることが分かった.拡散反射(DRS)スペクトルの測定の結果,Ag_n^<m+>クラスターに帰属されるバンドがキセノンを吸着させることにより高エネルギー側にシフトすることもわかった.これらの結果を考慮することによって,ゼオライト中に形成されたAg_3^<m+>クラスターがキセノンと相互作用するものと推定した.さらに,量子化学計算法を用いて銀イオンクラスターの構造解析および電子状態解析を行い,キセノンと相互作用する銀イオンクラスターの状態解析を行った.まず,電子状態解析から銀イオンクラスターの紫外可視スペクトル(計算)を得た.さらに,キセノン吸着前後におけるスペクトル変化(計算)の挙動はDRSスペクトル(実験)から得られた結果とよく一致した.以上の結果Ag_3^<2+>クラスターが最も強くキセノンと相互作用すると結論した.
コミュニケ-ション障害児へのCAIシステムの適用に関する研究

本研究は,コミュニケ-ション,即ち交信行動に障害を示す児童生徒の学習能力の改善を図るため,コンピュタ-支援のシステムの構成とその運用のための良質な学習ソフトウェアの開発を目的として,研究活動を展開して来た。研究の対象は,大別して,自閉的傾向を有するものを含めた精神薄弱児と聴覚障害児である。前者に関しては,比較的に簡単な数計算及び幾何図形の学習を,コンピュ-タ(マイコン型)との対話形式で,一定範囲において自動的に進行できるシステムを開発した。ここにおいては,学習者モデルの同定とプロダクションル-ルによるコンピュ-タ用ジエル(エンジン)の構築が重要な要素となった。また,学習者からコンピュ-タ・システムへの働きかけを重視して双方向通信の機能を付加すると共に,特に重度の障害児の場合には,ストレンゲ-ジ等を活用したバイオフィ-ドバックや小型ロボットによるKR情報(Knowladge of Results)の提示を可能とした。これらの成果をより具体的なものとするために,順序数や色彩・図形についてのコンピュ-タ画面をVTRに収録し,教育訓練用パケ-ジとして当該養護学校に配布し実際的な評価を求めた。後者の聴覚障害児の学習に関しても基本的には,ほゞ同様なシステムの適用を図ったのであるが,その際,基盤的な言語の習得を容易にするために,実際の模範画面をオ-ディオテレビで並列的に提示したり,音声・楽音等もMIDI機能で付加するなど,いわゆるメディアミックス(マルチメディア)の方式を取り入れた。さらに,一方では,聴覚障害児の聴能レベルを向上し,学習の条件整備を適切に保つため,補聴器フィッティング(装用)のコンピュ-タ・エキスパ-トシステムの構築とその有効性の実証も実施したところである。
イソフラボン摂取と皮膚生体測定値および骨密度に関する研究

数多くの実験研究より、大豆にふくまれるイソフラボンにエストロゲン様作用のあることが知られている。エストロゲンが、皮膚の老化の進行を遅らせたり、骨粗鬆症を予防する働きがあるとされているため、生物学的にはイソフラボンを多く含む大豆製品の摂取も同様に作用することが期待される。本研究は、横断研究のデザインで大豆イソフラボン摂取と骨密度、皮膚の水分・油分、弾性などの測定値との関連性を調べることを目的とした。閉経後女性を対象とした調査では、血清エストロゲンが骨密度と統計的に有意な正の関連性を示したが、食物摂取頻度調査票により推定されたイソフラボン摂取量、血中イソフラボン代謝物、ゲニスタイン、ダイゼインとは関連性が認められなかった。イソフラボン代謝物の一つであるエコールは代謝が認められた者に、統計的に有意でないものの高い骨密度が示された。閉経前女性では、イソフラボン摂取量と骨密度は負の相関関係が認められたが、大きな関連性ではなかった。骨密度骨密度に関連するとされているinsulin-like growthhormone(IGF-1)とイソフラボン摂取との関連についても評価したところ、両者の関連性は認められなかった。イソフラボンのエストロゲン様、あるいは反エストロゲン様作用に関する考察も他のバイオマーカーとの関連結果よりおこなった。大豆摂取は拡張期血圧の低下と関連しており、血圧に対してエストロゲン様作用を示す可能性が示唆された。一方、イソフラボンは内因性エストロゲン値を低下させる作用が認められている。内因性エストロゲンが低いと心血管障害のリスク要因である血清ホモシステイン値が高いという報告があるが、大豆摂取と血清ホモシステイン値は負の関連性を示し、イソフラボンがこの点反エストロゲン作用を持つとしても、大豆に含まれる葉酸やビタミンB6などの考えられる血清ホモシステイン低下作用にオフセットされるのかもしれない。皮膚所見は、ダニエルらによる観察スコアーに加え、水分・油分測定、キュートメータによる皮膚弾性測定、メグザメーターによる色の測定、3次元しわ解析により、評価を行った。これらの測定値と年齢との関係を120名を対象に調べたところ、水分、油分、弾性に年齢との関連性が認められた。本年度は87名(38歳-68歳)の閉経後女性を対象に、イソフラボンその他の栄養摂取、血清エストロゲン、骨密度の関連を調査した。対象女性らは食物摂取頻度調査票(FFQ)を含む生活習慣に関するアンケートに回答した。このFFQは申請者らが開発したもので、食品および料理169項目の過去1年における平均的な摂取頻度と1回の摂取量を尋ね、総エネルギー、各種の栄養素、食品群の摂取量を推定する。大豆製品およびイソフラボンの摂取量推定は9項目の大豆食品をもとに行った。このFFQによる大豆製品摂取量と1年にわたる12回1日食事記録による同推定量は相関係数0.7と比較的良好な妥当性を示した。

この対象集団における大豆製品、イソフラボン摂取量の平均はそれぞれ62.4(SD 41.2)g、32.0(SD 17.2)mgであった。空腹時血液の採取を行い、血清E2、SHBG、genistein、daidzein、equolを測定した。血清イソフラボン代謝物はHPLC-MS-MS方法で測定した。骨密度は踵骨においてsingle-energy X-ray absorptiometry法で、OsteoAnalyzer, Siemens-Osteonを用い測定した。また骨形成マーカーとして血清中のBone-specific ALPも測定した。年齢、BMI、初経年齢、喫煙、総エネルギー、植物性脂質、ビタミンC、塩分摂取で補正後、E2/SHBG比は骨密度と統計的に有意な正の相関係数(Spearman)を示した(r=0.38,p<0.01)。大豆製品およびイソフラボン摂取は骨密度と有意な関連性を示さなかった(r=-0.07,r=-0.02)。血中イソフラボン代謝物も骨密度と有意な関連性は見られなかった。但し、equolを検出できる女性に検出できない女性を比べ、統計的に有意でないものの(p=0.06)、高い骨密度が認められた。本研究は横断研究という制限をもつものの内因性エストロゲンが骨密度と関連性があることは認められた。しかし、大豆およびイソフラボンの関与を支持するデータは得られなかった。数多くの実験研究より、大豆にふくまれるイソフラボンにエストロゲン様作用のあることが知られている。エストロゲンが、皮膚の老化の進行を遅らせたり、骨粗鬆症を予防する働きがあるとされているため、生物学的にはイソフラボンを多く含む大豆製品の摂取も同様に作用することが期待される。本研究は、横断研究のデザインで大豆イソフラボン摂取と骨密度、皮膚の水分・油分、弾性などの測定値との関連性を調べることを目的としている。前年度では、閉経後女性を対象に、イソフラボンその他の栄養摂取、血清エストロゲン、骨密度の関連を調査した。本年度では、閉経前女性を対象にイソフラボン摂取と骨密度、および骨密度に関連するとされているinsulin-like growthhormone(IGF-1)との関連について評価した。イソフラボン摂取量と骨密度は負の相関関係が認められたが、大きな関連性ではなかった。イソフラボン摂取量とIGF-1との関連性は認められなかった。また、イソフラボンのエストロゲン様、あるいは反エストロゲン様作用に関する考察も他のバイオマーカーとの関連結果よりおこなった。大豆摂取は拡張期血圧の低下と関連しており、血圧に対してエストロゲン様作用を示す可能性が示唆された。一方、イソフラボンは内因性エストロゲン値を低下させる作用が認められている。内因性エストロゲンが低いと心血管障害のリスク要因である血清ホモシステイン値が高いという報告があるが、大豆摂取と血清ホモシステイン値は負の関連性を示し、イソフラボンがこの点反エストロゲン作用を持つとしても、大豆に含まれる葉酸やビタミンB6などの考えられる血清ホモシステイン低下作用にオフセットされるのかもしれない。
光ピンセットを利用した浮遊ES細胞の単一細胞計測による分化誘導ダイナミクスの解明

本研究課題は光ピンセットを用いて細胞を浮遊させ,そのまま培養および分析を行う新しい計測手法の構築,ならびに本手法を用いた細胞特性の解明を目的とした。1.浮遊単一細胞計測システムの構築およびES細胞のダイナミクス観察浮遊単一細胞計測のために新規システムを独自に構築した。具体的には,顕微鏡とレーザーを組み合わせて光ピンセットを作製した。また顕微鏡上で細胞培養でき,かつ培地交換ができるよう設計したフローセルを作製した。長期間観察のためにCCDカメラを取り付けパソコンで画像を解析した。本システムを用いて光ピンセットで捕捉した未分化ES細胞を調べた。その結果,細胞は培養皿上で示す様子と同様に,浮遊した状態でも仮足を出し入れしてダイナミックな形態変化を示すことが分かった。さらに約12時間後,細胞が分裂する様子が観察され,光ピンセットによる捕捉状態でも細胞が生存可能であることが分かった。2.単一細胞計測によるES細胞の動的形態変化と細胞機能の関関係の解明ES細胞の動的な形態変化を詳細に調べた結果,形態変化の程度が大きい細胞ほど機能が高いことを初めて見出した。特に,培養初期段階の動的形態変化が大きいものは寿命が長いことが明らかとなった。細胞懸濁液からランダムに40個サンプリングしそれぞれ1分間ずつ顕微鏡で観察して形態変化の大小を調べ,懸濁液中の形態変化の大きい細胞の割合αを求めた。次に細胞を培養して72時間後の細胞数を計数し細胞増加率R_<0→72>を調べた。同様の操作を多数のサンプルで繰返してαとR_<0→72>の関係を調べた。その結果αとR_<0→72>は比例関係にあることが分かった。さらに詳細に解析すると,形態変化の大きい細胞は増殖するが形態変化の小さい細胞は死滅する傾向にあることが分かった。これは染色剤による前処理を必要とせず,1分間観察するだけでその後の細胞の寿命を予測することができることを意味する。3.表面修飾粒子の合成本システムにおいて2本の光ピンセットをそれぞれ独立に操作することによって、外的物質との接着が細胞の成長や分化に及ぼす効果を調べることができる。本研究では物理的および化学的相互作用が細胞に及ぼす影響を調べる目的として,形状が複雑なシリカ構造体および生体分子で被覆したシリカ粒子を化学的に合成した。本研究では、マウスES細胞を光ピンセットで捕捉・固定してフローセル中で培養し、サイトカイン、栄養素などの外的因子を添加した際のES細胞の反応ダイナミクスを顕微鏡で逐次追跡することを目的とする。今年度は,この計測システムを構築し,レーザー照射下でも培養が可能なことを明らかにした。顕微鏡と赤外線レーザー(Nd^<3+>:YAGレーザー、λ=1064nm)を組み合わせて,空気ばね防振台の上に光学系を構築し,光ピンセットを作製した。細胞の形態変化を記録するために顕微鏡にデジタルカメラを取り付け,一定時問経過毎に自動的に静止画を撮影してパソコンに保存できるようにした。顕微鏡上で培養を行うために、長期培養装置を用いた。装置を37°C5%CO_2に設定し、顕微鏡に設置した後、光ピンセットで細胞を浮遊させ、細胞の観察を行った。まず、培養装置を用いて顕微鏡上で通常の培養が可能か調べた。レーザーで捕捉せずディッシュ底面に接着させたままで細胞を培養した。しかし、培養開始から数日後に細胞がディッシュ底面から離れ、死滅している様子が観察された。この原因を色々検討した結果、観察のために照射し続けているハロゲンランプの照明の影響が大きいと考えた。そこで、次に遮光下で培養を行い、細胞観察時にだけ照明が当たるようにシャッターを取り付けた。すると細胞は長期培養を続けても細胞はディッシュ底面に接着したままで、最終的に心筋細胞まで分化させることもできた。最後に,光ピンセットで細胞を浮遊させ培養を行った。シャッターを取り付けて、一定時間毎に観察した。培養開始直後、細胞はダイナミックな動きを示し、次に丸い形状になった。その後、接着培養細胞のときと同様に微小な動きを繰り返し、12時間経過後、再びダイナミックな動きに変化した。これは細胞分裂と考えられる。これによりレーザーで浮遊させたまま単一で細胞を培養することが可能であることが分かった。

細胞懸濁液からランダムに40個サンプリングしそれぞれ1分間ずつ顕微鏡で観察して形態変化の大小を調べ,懸濁液中の形態変化の大きい細胞の割合αを求めた。次に細胞を培養して72時間後の細胞数を計数し細胞増加率R_<0→72>を調べた。同様の操作を多数のサンプルで繰返してαとR_<0→72>の関係を調べた。その結果αとR_<0→72>は比例関係にあることが分かった。さらに詳細に解析すると,形態変化の大きい細胞は増殖するが形態変化の小さい細胞は死滅する傾向にあることが分かった。これは染色剤による前処理を必要とせず,1分間観察するだけでその後の細胞の寿命を予測することができることを意味する。3.表面修飾粒子の合成本システムにおいて2本の光ピンセットをそれぞれ独立に操作することによって、外的物質との接着が細胞の成長や分化に及ぼす効果を調べることができる。本研究では物理的および化学的相互作用が細胞に及ぼす影響を調べる目的として,形状が複雑なシリカ構造体および生体分子で被覆したシリカ粒子を化学的に合成した。
現代共同体論ーエティエンヌ・バリバールを中心とするフランス語圏思想

本研究は現代フランスの哲学者エティエンヌ・バリバールを中心に、現代フランス語圏の思想を共同体論の解明という観点から考察することを目的としている。最終年度にあたる本年度は、昨年度から継続していた文献の収集および読解の基礎的な作業を踏まえ、主な成果を以下のようなかたちで公表した。第一に、第43回社会思想史学会において、セッション「資本主義と人種主義ー『人種・国民・階級』から30年」を開催した。酒井隆史氏(大阪府立大学)、佐藤嘉幸氏(筑波大学)とともに口頭発表を行い、バリバールとアメリカの社会学者イマニュエル・ウォーラーステインの共著『人種・国民・階級』の現代的な意義を再考した。あわせて、著者に対するインタヴュー映画(C・ヘラー、L・ペッツァーニ監督『交差する視線ー『人種・国民・階級』をめぐる30年後の対話』2018)を上映し、考察の射程をさらに広げるようにつとめた。第二に、社会思想史学会ホームページに本セッションの内容をまとめた報告書を掲載した。上記二点においては、現代世界における人種主義(レイシズム)の浸透をめぐって、経済との関連という観点を特に重視して考察を行った。これによって研究課題の共同体論について、その内部に分断と排除がもたらされるあり方を詳細に分析することができた。また、上記二点に関連して、下半期にフランス・パリに短期間出張し、昨年度から延期していた国立図書館における資料の調査および収集を行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では現代フランス語圏の思想を対象とし、これを共同体論の解明という観点から考察することを目的としている。本年度は研究課題に関連する文献・資料の収集と読解をまず進めた。そのうえで、その過程で重要と思われた個別の論点を雑誌論文および翻訳というかたちで発表した。第一に、研究課題の中心的な考察の対象である現代フランスの哲学者エティエンヌ・バリバールの共同体論に関する雑誌論文を発表した。一昨年度の台湾国立交通大学での口頭発表をもとにした本稿では、バリバールの共同体論について、近年重要な位置を占めつつあるヨーロッパ概念との関連から考察した。第二に、フランスの移民現象を専門とする歴史家ジェラール・ノワリエルの近年の仕事をまとめた講演の翻訳である。現代フランス語圏の共同体論においては、現代の移民社会フランスの実相がひとつの背景をなしていると考えられ、そうした観点からこの翻訳に取り組んだ。共同体において歴史の語りがはたす役割、知識人層と民衆層の接点、笑いと特に諷刺がもつ共同性とその外部など、共同体をめぐる多岐にわたる論点を具体的に確認することができた。以上のように、本年度は研究課題である現代フランス語圏の共同体論について、そのサブテーマにあたるヨーロッパ論(バリバール)と移民社会論(ノワリエル)を検討した。今後の展開としては、こうした個別の論点を研究課題の主題により密接に結びつけて考察してゆくことを予定している。当初の予定では年度の後半にフランスでの資料調査を計画していたが、所属機関の変更などの諸事情からこれをとりやめた。その結果、現地でのあらたな資料の収集はできなかったが、すでに手元にあった基本的な文献の考察を進めることでこれに代えた。そのため、当初の計画からは一部変更があったものの、平成30年度以降の作業を一部先取りして進めたことなどを考慮し、以上の評価とした。本研究課題の最終年度に当たる平成30年度は、平成29年度に検討した個別の論点を研究課題の主題のもとであらためて整理すること、そして相互をより密接に関連づけることを重点的に行うことを予定している。そのうえで本研究課題の最終的な成果のまとめを行う見通しである。(翻訳)1.著者名:ジェラール・ノワリエル(太田悠介訳)2.タイトル:「社会における歴史の役割」3.雑誌名:『日仏文化』4.巻:87 5.発行年:2018年6.最初と最後の頁:32-37査読の有無:無雑誌論文のDOI:なし
協同現象を利用した振動子集団の制御理論

2018年度は、(1)ナノ球と中性冷却原子の分散力ポテンシャルによる散乱問題、および(2)角運動量をもつボース凝縮体(BEC)のオプトメカニカルセンシングについて調べた。(1)ナノスケールで重要となる、物質表面-原子間の量子電気力学的相互作用(分散力)と、これが物質の重心運動に及ぼす効果を調べるため、誘電体ナノ粒子と、MOT温度領域の冷却原子との弾性・非弾性散乱断面積を明らかにした。ここで弾性散乱は、静止したナノ粒子に低エネルギー原子が入射したときに生じる量子反射の寄与を表す。結果、弾性散乱断面積は、球を剛体球とみなしたときの散乱断面積の100倍程度大きくなることが明らかになった。このことは、低速原子が入射するとき、量子反射が引き起こされる“鏡"が球の周囲に形成され、標的球の半径が有効的に大きくなることを意味する。この原子の衝突イベントのたびに,球はわずかな反跳を受ける。すなわち散乱断面積の増加は、球の受ける衝突力の増加とみなすことができる。これは,球面-冷却原子間の分散力ポテンシャルが引き起こす衝突が、球の重心運動に影響を与えることを示した重要な見解である。(2)BECに量子渦や永久流を生成する技術は確立している一方、単連結領域ではないリング上の永久流の測定技術としては破壊測定が主流である。本研究では、永久流と光共振器および角運動量を担う光を用いることにより、原子の重心運動と共振器光のオプトメカニクス型相互作用を利用し、リング上のBECの角運動量を準非破壊的に測定する手法を提案した。ノイズスペクトルに於いて、第一サイドモードが十分な解像度で得られ、これらのサイドモードのピーク距離からBECの角運動量を測定できる。更に従来の破壊的な測定と比較して、測定感度が3桁上がることを見出した。電磁場と複数の力学的な振動子とが共存する量子多体系のダイナミクスを明らかにすることが本研究の目的である。本年度は主に二つの研究を行った。(1)半導体微小共振器におけるエキシトンと共振器光子との強結合によって生じるエキシトン-ポラリトンのボース凝縮体(BEC)は、準粒子間に非線形相互作用を有することが知られている。ポラリトンBECはエネルギーの利得と散逸のある開放量子系である。一般にこのような開放系では、利得が閾値を超えると自励振動が生じると考えられている。本研究では、利得をもたらすポンプ光を特徴的な幅をもつガウシアンにすることにより、一様なポラリトンBECに不安定性が誘起されて空間的に局在し、定常状態では自発的に回転対称性の破れた回転運動(自励回転)をすることを見出した。更に二つのガウシアンでポンプしたときは、ピーク間距離に応じて、2つの局在BECの回転運動が同期することを示した。(2) Van der Pol(vdP)模型は、自然界の多くの非線形現象を記述する古典模型として知られている。ファブリ-ペロー光共振器内の定在波の腹の部分に複数の薄膜振動子を配置すると、振動子は共振器フォトンを介してグローバルに結合する。共振器の散逸レートが大きいとき、この系は複数モードの量子vdP模型となる。本研究ではvdP振動子の量子-古典対応の解明を目指している。本年度は複数モードを有する量子vdP模型において、これまで未解明であった振幅の量子ダイナミクスを解析し、次のことを見出した。(i)固有振動数の分布または振動子間相互作用に応じて、全振動子が基底状態近傍まで冷却できること、(ii)量子系が本来有する揺らぎを熱的ノイズで模した古典模型と量子模型とを比較した結果、量子系の方が基底状態に近づけられること、(iii)N個の多振動子系では、Nを増加するにつれ定常状態の振幅は減少すること。当初、量子vdP振動子における位相のダイナミクスに主に着目して研究を行ってきたが、ここで得られた成果と本質的に同じ結果が、海外の複数の研究者から次々と報告があがってきた。そのため本年度は、これまでに調べられていなかった振幅のダイナミクスを調べる方に方向性を変え、量子力学的な解析をおこなった。力学的な振動子の振幅はフォノン数と等価であり、オプトメカニクス研究における振動子の共振器冷却への応用・代用としても興味深く、解析を進める上で、雑音の影響や、振動子数への依存性(サイズ効果)など、明らかにすべき点が予想以上に生じてきた。これらの解析は1年間で大幅に進展し、各論点について結論が得られたが、論文にまとめ出版するまでにはいたらなかった。2017年度は早急に2016年度に得られた結果を論文にまとめる所存である。一方、ポラリトンBECの自励運動と同期現象に関する成果は、2次元の回転運動も1次元の振動運動と同様に扱えることを示唆するものであり、当初計画には無かった試行から生まれた予測以上の成果であると言える。以上のことから、初年度の研究はおおむね順調に進んだといえる。2017年度は(1)昨年度に引き続き複数の自励振動子が相互作用するときの非線形量子ダイナミクスの解析を行い、更に(2)実験検証可能なナノ球と冷却原子から構成される複合量子系におけるミクロな相互作用の定量化に取り組んだ。(1)複数の自励振動子間の相互作用に起因する特徴的な現象の一つである振動崩壊ダイナミクスに関する解析を行った。