hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
プラズマ回転と径電場の自律的分布形成による定常燃焼プラズマ維持の研究

磁気座標系に適合した二流体方程式系を導出し、それに基づく流体型輸送コードTASK/TXの開発に成功した。TASK/TXはプラズマの電磁場の発展と流体としてのプラズマの発展を無矛盾に取り扱える、他にない独自のコードである。新古典輸送モデルを改良し、実験で観測された径電場分布を良く再現することを確かめた。非軸対称摂動磁場に起因する新古典トロイダル粘性(NTV)を厳密に計算出来る枠組みを構築し、統合コードによるNTV解析とトロイダル回転予測計算を可能にした。第一原理計算による乱流輸送と無矛盾な分布を計算する新たな枠組みを構築し、動作の健全性と結果の妥当性が検証された。トカマクの僅かな非軸対称性による3次元摂動磁場が引き起こす新古典トロイダル粘性(NTV)を評価するため、核融合科学研究所との共同研究により、3次元平衡コードVMECと3次元新古典輸送ソルバFORTEC-3Dを、原子力機構で開発を進めている統合型輸送コードTOPICSに繋げたプラットフォームを開発した。これにより平衡や磁場にモデル化を必要とせず、トカマクプラズマの実平衡配位と実際の摂動磁場を直接取り込むことができ、NTVの実験における定量的な評価が可能になった。また、これは予測計算にも適用できる。NTVの実験解析に当たり、既に開発していたTOPICSのトロイダル運動量ソルバと径電場ソルバを用いて、径電場がNTVに与える影響と、NTVがトロイダル回転に与える影響に着目して研究を進めた。解析の結果、摂動磁場リップルの大きさと共に、径電場が零となる位置がNTVのピークの位置に対応していることが分かり、プラズマ電流と順方向にビームを打ち込んでプラズマ回転を駆動する放電では径電場が零になる場所が内部に発生するため、そこでNTVがピークを迎えることが分かった。このNTVトルクを考慮したトロイダル回転シミュレーションを行うと、実験で観測された炭素のトロイダル回転分布をよりよく再現できることが示された。また、JT-60SAプラズマにおいて、NTVの影響がどのように現れるかも予測計算によって示した。原子力機構で開発を進めている平衡コードとTASK/TXの結合に向け、平衡コードが担う計算部分の改良を進めた。磁力線を追跡して磁気面平均量を計算する部分やグリーン関数法を用いて外部磁束を計算する部分の精度を向上させ、殆どの状況において平衡を安定に解くことに成功した。トカマクに存在する磁場の非軸対称性が引き起こす新古典トロイダル粘性(NTV)を、3次元平衡コードVMECと3次元新古典輸送コードFORTEC-3Dを機構で開発しているトカマクプラズマ統合輸送コードTOPICSと連携して動かす枠組みを構築することで、JT-60UやJT-60SA、ITERの正確な3次元リップル磁場を反映した状況で計算が行えるようになった。さらに、JT-60Uの磁場リップル強度の異なる複数のLモード放電に対して統合モデルを適用することで、JT-60Uのトロイダル回転分布形成において新古典トロイダル粘性が大きな役割を果たしていることを明らかにした。トロイダル回転分布の計算には境界の運動量を予測する適切なモデルが必要となる。JT-60Uでの高精度計測データを見直すことで、プラズマ境界においてプラズマの放電の種類によらず径電場の勾配がほぼゼロである実験事実を発見した。計測された径電場は新古典輸送モデルMatrix Inversionを用いて高い精度で再現可能なことを確かめた。径電場とトロイダル運動量は相互に連関しているため、径電場の勾配から境界のトロイダル運動量を導くモデルを開発・実装した。スクレイプオフ層の密度・温度勾配を計算するモデルと新古典トロイダル粘性計算を組み合わせることで、境界から中心まで一貫してトロイダル回転が計算できるようになり、JT-60Uの実験分布とも良い一致を示していることが分かった。多流体方程式に基づく輸送コードTASK/TXは新古典輸送理論と高い整合性が求められるため、Matrix Inversionを拡張した。これまで広く用いられてきた新古典摩擦係数は衝突率が高い領域において適切でなくなる上、質量数の近い粒子種同士の衝突は正確に扱えなかった。質量比による近似を排したほか、より高次の新古典流の効果を低次の流れに繰り込むことで高精度の摩擦係数行列を導出し、それを数値実装することで新古典輸送モデルを拡張することに成功した。本研究計画の中核をなす流体型輸送コードTASK/TXの開発に成功した。既存の拡散型輸送コードと異なり二流体方程式系に基づくTASK/TXは多くの物理現象を再現できる特徴を持つが、これまでのTASK/TXは円柱座標系を仮定しており、座標系も方程式系もトカマクの輸送物理と対応関係が明確ではなかった。トカマクにおける磁気座標系上で、支配的な輸送物理を再現できる方程式系を導出し、数値的な困難を乗り越えて安定に解く事に成功した。電荷中性のわずかな破れによる径電場の生成や、自発的な両極性流束、座標系の違いによる実質的なポロイダル方向の質量増大現象など、既存の拡散型輸送コードでは取り扱い不可能な多くの現象を再現できることが数値計算で示された。さらに、外部の新古典輸送コードなしに新古典輸送現象を再現する事が出来、ベンチマークによってその妥当性が確認された。TASK/TXは新古典輸送ソルバとしての機能も備えていることを示している。核融合プラズマの性能を決定する乱流輸送はこれまで複雑な物理を簡約化した輸送モデルで対応してきた。

近年の計算機性能の向上に伴い、第一原理に基づくジャイロ運動論コードと輸送コードを直接結合することで、大規模な計算が必要な中でも計算資源を節約しつつ第一原理的な扱いにより乱流輸送を評価することで定量的にプラズマの性能評価を行おうと試みている。そのテストベッドとして、新たに開発した高精度の空間離散スキームを用いた輸送ソルバTRESSとフラックスチューブジャイロ運動論コードGKVを組み合わせたTRESS+GKVという枠組みを構築し、その体系の性質を調べるとともに統合コードへの適用の実証試験を行っている。TRESSにあたる部分は、将来TASK/TXと置換することを視野に開発を進めている。これまでのシミュレーションから、大域的なジャイロ運動論コードが備えるいくらかの性質が再現できることが確認されつつある。物理モジュールの開発・整備について、平成25,26年度で進めた非軸対称磁場による新古典トロイダル粘性のモデリングは概ね完結し、応用段階へと移行している。乱流によって生じる自発トルクのモデルを実験データで較正することにより、予測能力を向上させる試みを進めている。更に、ジャイロ運動論コードと輸送コードの結合による新しい輸送“モデル"の開発も進め、定量的な乱流輸送予測の手法として適用可能性を模索している。これらのモジュールはTASK/TXに繋げられるが、平行して開発を進めている統合型輸送コードTOPICSにも適用可能であり、まずはTOPICSに結合してJT-60U実験との比較を重ねることで、前述の通りモデルの信頼性を確認・向上させている。さらに、TASK/TXのトカマク磁気座標系への拡張は定式化・数値実装ともに完成し、現在はTASK/TXに実装されたモデルの拡張段階にある。これらの成果は既に国内・国際学会で発表されるとともに、論文投稿も行っている。それゆえ、計画はおおむね順調に進展していると判断される。本研究計画の中核をなす流体型輸送コードASK/TXの開発に成功し、コード内の修正を繰り返すことでより完成度が高まった。既存の拡散型輸送コードと異なり二流体方程式系に基づくTASK/TXは多くの物理現象を再現できる特徴を持つ。外部の新古典輸送コードなしに多岐に渡る新古典輸送現象を再現する事ができ、ベンチマークによってその妥当性が確認された。これらの成果は論文にまとめられ出版されるとともに、プラズマ・核融合学会年会において口頭発表した。また、高速ビーム粒子に対するモデリングを拡張することで、ビームの入射方向の違いによる粒子輸送の向きの違い、すなわち密度ピーキング・ブロードニング現象が新古典輸送によって生じることを明らかにし、実験観測結果と定性的に一致していることを確認した。トカマクプラズマの回転を左右する自発的なトルクに、非軸対称性の磁場摂動が引き起こす新古典トロイダル粘性(NTV)と乱流に関連する残留応力があり、それらは核融合炉においてとりわけ重要となる。NTVについては電子とイオンが作るNTVの違いについて調べるとともに、ITERで挿加されるトリチウム増殖モジュール(TBM)が作るトロイダル方向に不均一な静的磁場摂動に起因するNTVや、JT-60SAにおいて外部コイルによって印加する摂動磁場が作るNTVを定量的に評価した。
組織内酸素分圧可視化用の時間分解型レーザ走査蛍光生体顕微鏡システムの開発

生体の生命活動のほとんど全てが酸素を消費して合成されるATPをエネルギー源として営まれている。従って、組織内での酸素分圧は生命活動が潤滑に行われているかどうかの最も端的な指標の一つであり、その計測の重要性に疑いを挟む余地はない。本研究ではリン光寿命計測用の時間分解型生体顕微鏡を開発し、骨格筋を対象に細動静脈を含め微小循環領域での酸素分圧分布の局所計測を試みた。酸素分圧計測用の酸素感受性リン光プローブには下Pbポリフィリンを用い、頸静脈より注入後、生体顕微鏡下において計測を行った。今回新たに開発した時間分解型生体顕微鏡は、通常観察用の透過型照明とリン光寿命計測用の発振波長535nmのN2/dyeパルスレーザーを光源とするスリット型照明の2方式を持ち、測定範囲は10umが得られる。リン光測光には光電子増倍管を用い、20Hzパルスレーザーの照射に同期して時間分解能3usで20回の加算平均により1秒毎の酸素分圧が連続して得られる。骨格筋酸素分圧分布計測に先立ち、ラット腸間膜組織を対象に微小酸素電極を用いた同時測定を行い本法の性能評価を行った。酸素吸入等により種々の状況において同時計測を行った結果、組織酸素分圧5mmHgから100mmHgの範囲において両者の測定値は10%以内の違いで良好な相関が得られた。本法によりラットcremaster筋酸素分圧の局所計測を行った。安静時細動脈酸素分圧は分岐前の1次レベルでは薬70mmHgと高値を示したが、分岐後の2次レベルでは約55mmHgに、また2回分岐後の3次レベルでは約45mmHgと分岐を重ねるに従い低下した。一方、細静脈に関しては、分岐のレベルに係わらず約30mmHgの値を保っていた。また組織酸素分圧は細動脈に近接(約15-20um)した部位では全ての分岐レベルで細動脈酸素分圧マイナス15-20mmHgであったが、離れた(約100um)部位では5-8mmHgと著しい低下を示した。さらに酸素吸入時における組織酸素分圧変化は腸間膜組織のような急激な上昇は見られなかった。新たに開発した時間分解型生体顕微鏡により組織酸素分圧の局所計測が可能となり種々の分野での活用が期待される。平成5年度の主要研究目的であった、酸素分圧計測のための最適蛍光プローブの作成および、時間分解能型レーザ走査蛍光生体顕微鏡の試作に関しては、当初の計画に従い達成でき、in vitro試験によりその性能評価も行なえた。以下に、本年度の成果をまとめる。1.酸素プローブの生体内光学特性の検討:数種の酸素濃度依存性蛍光プローブを選択し、in vitroで蛍光寿命感度、組織内での光吸収・散乱の影響を検討した結果、蛍光感度、減光時定数の長さ(τ>600μsec)においてPdポルフィリンが最適であることが判明した。又、本プローブの生体適応性を動物実験により検討した結果、全身・微小循環動態ともに問題のないことが確認された。2.スリットレーザ

スキャン蛍光生体顕微鏡の設計、試作:当部門で開発した深部組織観察用スリットレーザ照明法のスキャンニング化を行なうため、照明系、レンズ系を含めた生体顕微鏡本体の設計、試作を行った結果、レーザと照射スリーブ部間の光ファイバ利用、長作動距離(資料-対物レンズ間距離)型対物レンズの使用等により生体顕微鏡的利用の操作性をの向上が確保できた。3.蛍光(リン光)寿命測光装置の設計、試作:1.において検討した酸素プローブの特性に適合した測光系を開発した。当初の基礎実験では、高感度フォトマルを使用し、感度、応答性の検討を行い、得られたデータを基にストリークカメラを光検出器に利用した結果、酸素分圧の局所的計測が可能な高感度検出系の開発が可能となった。最終年度に当たる本年度は、昨年度設計・試作したスリットレーザスキャン蛍光(燐光)生体顕微鏡及び蛍光(燐光)寿命測光装置、更に生体内光学特性の検当から最も適当と判定した酸素感受性燐光プローブ(Pd-meso-tetra(4-carboxy phenyl)porphyrin)を用いて、動物実験を行い、試作システム全般の検討を行った。動物実験では、麻酔下の家兎の下腿骨格筋であるTenuissimus筋を用いた。中心栄養血管を残して筋をほぼ全長に剥離し、ハロゲンランプに結合したプリズムよりなる透過光観察台にのせ、微小循環の生体顕微鏡を行った。細動脈、中心毛細血管、細動脈の位置を確認したあと、筋組織周囲の灌流により燐光プローブを組織に浸透させた。Dye-laser(Laser Photonics社、LN300C)より、厚さ40μmのスリット状に集光された波長530nmのパルスレーザ(パルス巾5ns、20Hz)を、毛細血管走行に垂直方向に入射角50°で、筋表面から照射した。これにより励起され、発光した燐光(705nm)を、光学フィルターを介してストリークカメラに導入し、2次元フォトンカウンティングを行うことにより、4μm間隔の組織点からの燐光寿命を計測した。あらかじめ定量化した当該プローブのStern-Volmer関係を用いて、燐光寿命を組織酸素分圧に換算し、毛細血管走向に直交する組織内の酸素分圧分布が計測しえた。以上のin vivo実験による検証により、試作した測定システムを用い、骨格筋毛細血管網間の組織内酸素分圧分布が、μmオーダの空間分解能で計測しうることが判明し、当研究課題の開発目的はほぼ完了したと考えられる。今後は、本システムを応用して、種々な生理的条件に於ける酸素分圧分布の解析を行い、別途検討中の理論モデルし比較・検討することにより、組織酸素供給機構の解明を行う予定である。
英国に残存する民俗フットボールの研究-存続意義とスポーツの近代化の過程の考察-

現在英国の17箇所の町、村に残存する民俗フットボールのうち、14箇所のゲームの実態をできる限り正確に記録し、それらのゲームを類似性、多様性の視点から整理した。また、それらが近代化せず、存続した意味について考察した。ゲームが残存する根底には、それを近代スポーツの発展史上に位置づけるのではない、固有の意味、つまり強い伝統維持の意識、地域のアイデンティティー形成のための有効的手段という意味があった。特に儀式化されているゲームは地元の名士や長老、かつての勝者をメンバーとする独自の委員会によって組織的に運営されている。民俗フットボールは、近代スポーツからそぎ落とされていったスポーツ本来の楽しみ方を教えてくれる。本研究は、英国に残存する民俗フットボールの調査を通して、スポーツ史、スポーツ人類学において議論されてきた「伝統」と「近代化」の対立と共存という問題に一つの示唆を与えるとともに、近代スポーツを批判的に検討することにより、21世紀のスポーツのあり方を提示することを目的としている。そのための具体的な作業としては、(1)まず、現時点で確認されている英国に残存する16箇所のうち13箇所(ゲーム開催日が重なるために4年間では調査しきれないため)のゲームを観戦し、資料収集にあたる。(2)それらのゲームを整理する視点として、大きく(1)ゲームの成立(2)ゲームの発展過程(3)競技方法・内容(4)ゲームの社会的意味の4項目をもとに、それぞれに細目を設定した。(3)整理された内容から民俗フットボールの独自性、類似性を抽出し、その多様性について考察する。(4)ゲームが残存してきた背景やそのプロセスを考察する。とした。文章化された資料が少なく、現地での資料収集がどれだけできるかが重要となるため、文献収集に加え、地元住民にインタビューし、できればアンケートができるまでの関係づくりに努めたい。また英国の民俗フットボール研究者との交流も図り、ゲーム理解に役立てたい。平成18年度は、7月に、過去に短期間の調査に留まり、十分な資料を得られなかった現地を再訪問し、また今年度そして来年度調査に初めて出かける町へ事前調査に出かける計画であった。しかしながら、出国直前に英国でテロ事件が起こり、テロの再発の危険、その対策による入国規制や交通機関の乱れのために予定が立てにくいことから調査を見合わせた。そのため、年内は、国内で収集できる範囲での資料収集に当たるとともに、いくつかの町のゲームに詳しい人物との手紙によるやり取りを中心に研究活動を行った。特に、これまで一定の情報を提供してくれているスコットランドのオークニー諸島の町、カークウォールKirkwallのバー委員会(スコットランドでは、民俗フットボールゲームのほとんどがバー<Ba'>と呼ばれる)の中心的人物であるBobby Leslie氏が旅行途中に日本に立ち寄るとのことから、インタビューを実施した。そこでは、Gladys Leslie夫人にも女性が受け止めるBa'ゲームへの思いを語ってもらった。フィールドワークとしては、平成18年12月にカークウォールのゲーム観戦・調査を実施するとともに、スコットランドのボーダーズ地方に残る民俗フットボールゲームで未調査のゲーム(ジェドバラJedburgh,アンクラムAncrum,デナムDenholmの3つの町で残存している)、そして告解火曜日のフットボールShrove Tuesday Footballが行われているアニックAlnwickへ事前調査に出かけ、平成19年2月にそれら4つのゲームの観戦・調査を実施した。現時点では、調査前に収集した資料から得た情報によるゲームの理解に実際のゲーム観戦、聞き取りから得られた情報を加え、それぞれのゲームについて整理するとともに、記録したゲームの写真・ビデオの編集作業を並行して行っている。なお、この作業の成果は平成19年7月にデンマークのコペンハーゲンで行われる国際スポーツ社会学会&スポーツ史学会で「スコットランドに残る民俗フットボールの研究-その類似点と相違点」というタイトルでポスター発表を行うことになっている。なお、ゲームの記録に必要な主な機材類(カメラ、ビデオ等)は今年度の補助金で購入した。まず、平成19年度は、研究実施計画に挙げていたように、7月30日から8月4日までデンマークのコペンハーゲン大学で行われた国際スボーツ社会学会(ISSA)と国際体育・スボーツ史学会(ISHPES)の合同国際会議において「スコツドラシドに残存する民族フットボールの研究-その相違点と類似性について-」(Investigation of the Folk Football Game Surviving in Scotland -the differences and Similarities-)というタイトルでポスター発表を行った。それまでに行っていた調査・研究成果に平成18年度に実施した調査及び収集した資料を生かし、年度当初からその準備にあたった。会議では、いくつかの国の研究者から質問を受け、貴重な意見を聞くことができ、またその後の情報交流を約束することもできた。この発表内容は、平成20年度に日本体育学会発行の国際誌(電子ジャーナル)であるInterpational Journal of Sport and Health Science誌に投稿する予症である。

一方、調査活動としては、当初はイングランド中部のアサーストンAtherston及びアッシュボーンAshbourneを訪れ、そこに残存する民族フットボール・ゲームを観戦し、資料収集にあたる計画であった。しかしながら、校務め都合により、それらが行われる告解火曜日Shrove Tuesday及び灰の水曜日Ash Wednesdayに出かけることができなくなったため、当初平成20年度に訪れる予定をしていた。このワーキントンでは、イースターEasterの期間に3回(Good Friday、Easter Tuesday、the following Saturday)ゲームが行われるが、今回の調査は、はじめのふたつのゲームにとどまった。これは、最後のゲワムが行われる日が年度の末月であったためである。調査に出かけるまでは、一国内でインターネットによるゲームの情報収集、そしてこれまでに集めた資料の中でゲームに関する記述を抽出し、ゲームの理解を深めた。現地では、ゲームを記録し、現地でなければ入手できないいくつかの資料を手に入れるとともに、ゲームをコーディネイトしている人物へのインタビュー、ボールの始球を務める人物へのインタビューも行うことができ、今後の交流も約束できた。本年度は、昨年度までで一応終了したスコットランドに残存する民俗フットボール調査の成果を執筆する作業及び今年度と来年度に行う予定であるイングランドに残存する民俗フットボールの中で、アサーストンとアッシュボーンの二つの町で行われているゲームの調査を行った。まず、執筆作業としては、平成19年度に国際学会で行ったポスター発表にその後得た資料から得た情報を加え、名古屋短期大学研究紀要に英文の論文を執筆し、またそれに詳しい解説を加え、『スポーツ学の冒険』(船井他編著、黎明書房)に和文の論文を執筆した。そこでは、これまで文献を頼りに理解されていた民俗フットボールの実態を残存するゲームの調査・観戦から受け止め、ゲームの意味、ゲームの様相、ゲームの運営母体などをゲーム間で比較検討し、それらの独自性と類似性についてまとめた。いくつかの不明な点もあり課題は残されてはいるが、直接ゲームを観戦し、地元住民のゲームへの思いを受け止め、雰囲気を肌で感じた点なども含めて整理できたことは、これまでにはない視点でまとめたものとして意義深いと考えている。また、今回の両ゲームの現地調査は、事前にゲームに関する先行研究を中心にWeb上の記事まで可能な限り資料を収集し、どちらもゲームを運営する委員会の広報担当の人物に面会し、インタビューすることができたことから、文書には示されていない情報を数多く入手することができた。実際のゲームも観戦し、写真とビデオに無事納めることもできた。
日宋文物交流とその歴史的意義　－真宗時代（997～1022）を中心に－

本研究「日宋文物交流とその歴史的意義ー真宗時代(9971022)を中心にー」では、北宋第三代皇帝の真宗時代(9971022)、なかでも宋朝が契丹と結んだ講和条約・セン淵の盟が締結された直後、天が皇帝を寿いだとされる天書の降臨や、帝王が行う報天祭儀である封禅など、国威発揚のための祭祀がさかんにとりおこなわれた大中祥符天禧年間(10081021)の仏教文物に注目し、その歴史的意義を明らかにする。また、入宋僧寂照(962頃1034)の事績と思想に注目し、彼が日宋文化交流に果たした役割について考察する。本研究「北宋時代の仏教文物とその歴史的意義ー真宗時代(9971022)を中心にー」では、北宋第三代皇帝の真宗時代(9971022)、なかでも宋朝が契丹と結んだ講和条約・セン淵の盟が締結された直後、天が皇帝を寿いだとされる天書の降臨や、帝王が行う報天祭儀である封禅など、国威発揚のための祭祀がさかんにとりおこなわれた大中祥符天禧年間(10081021)の仏教文物に注目し、その歴史的意義を明らかにする。本年度は、南京・長干寺址出土阿育王塔(大中祥符四年・1011、以下長干寺塔)について、国際学会での発表および論文執筆を行った。南京市・長干寺は六朝時代以来の舎利信仰における象徴的存在であったことがよく知られる。近年長干寺址から、北宋時代の阿育王塔を中心とした、舎利信仰に深く関係する遺物が多数出土した。なかでも阿育王塔は、規模の大きさと完成度の高さが注目される。本研究では、結論として以下を明らかにした。長干寺塔隅飾にあらわされた異国風の図像、すなわち栴檀釈迦瑞像、阿育王像、毘沙門天像および相輪部の四天王像は、北宋朝における新仏教政策の汎アジア的性格を明確に引き継ぐものである。長干寺塔に記された銘文の分析により、長干寺塔には真宗朝に関わりのある人物が関わっていることが判明した。図像上の特質などを勘案すると、長干寺塔の制作において、真宗その人自身というよりは、その側近であった王欽若とその周辺人物の意図が反映されていた可能性は否定できない。長干寺塔の制作にあたっては、封禅や汾陰祀と同様、皇帝権力を誇示しようとする意識がみとめられる。そしてそこには、自らの王統の正当性を顕示しようとする真宗の「正統」意識が発露している可能性が考えられる。真宗朝時代に制作された仏教文物のうち、最も規模が大きく、質の高い作品の一つである長干寺址出土阿育王塔について考察をまとめることができたため。31年度は、もう一つの代表作例である蘇州市・瑞光寺塔出土品について調査・考察を行う予定である。31年度は、蘇州市・瑞光寺塔出土真珠舎利宝幢(大中祥符六年・1013)を中心に考察を行う。この文物は、五代以来の賢臣とされ、知蘇州であった張去華(9381006)の病平癒のために発願され、その死後に奉安されたものであることが迸出した『大随求陀羅尼経』に記されている。とはいえ、出土文物の高い造形水準や、建塔にかかる経済的な規模が莫大なものであること、死後しばらく経っているという時期的な問題、当時は金の装飾の私用が厳しく禁止されていた時期にもかかわらず、ここには潤沢に金が使用されている矛盾、天書・封禅の費用捻出を担当した宰相丁謂(9661037)の実家は蘇州の名家だったことなどの点は不審でもある。真宗に経国の道を説いた「元元論」を献上し、重用されたという張去華の追善を兼ねた国家的事業の一つであった可能性を検討する。また、入宋僧寂照(962頃1034)と宋代仏教文物との関係性についても考察を行う。寂照は貴顕の出身であったことも関係し、外来文化の受容に積極的だった道長から請われて、宋の新訳経典などを日本に送っている。寂照は日本には帰らず、江南仏教に身を投じて現地の仏教界で活躍した僧侶である。前出の宰相丁謂など、中央人物とのコネクションも篤かったという。彼が当時の仏教界で果たした役割を知ることは、真宗時代の仏教および、日宋における仏教文化交流を知る手がかりになることは疑いない。寂照が帰朝しなかったことも関係するのだろうが、この時期に日本にもたらされた北宋文物の実態は明らかでない。従来は看過されてきた、中国各地に現存する真宗時代の仏教文物を踏査することで、日宋交流史においてきわめて重要な時期でありながらも、国内の現存作例が少なく、現在の美術史では比較的空白地帯となっている1000年前後の状況がより明らかになると予想される。本研究「日宋文物交流とその歴史的意

義ー真宗時代(9971022)を中心にー」では、北宋第三代皇帝の真宗時代(9971022)、なかでも宋朝が契丹と結んだ講和条約・セン淵の盟が締結された直後、天が皇帝を寿いだとされる天書の降臨や、帝王が行う報天祭儀である封禅など、国威発揚のための祭祀がさかんにとりおこなわれた大中祥符天禧年間(10081021)の仏教文物に注目し、その歴史的意義を明らかにする。また、入宋僧寂照(962頃1034)の事績と思想に注目し、彼が日宋文化交流に果たした役割について考察する。本研究「北宋時代の仏教文物とその歴史的意義ー真宗時代(9971022)を中心にー」では、北宋第三代皇帝の真宗時代(9971022)、なかでも宋朝が契丹と結んだ講和条約・セン淵の盟が締結された直後、天が皇帝を寿いだとされる天書の降臨や、帝王が行う報天祭儀である封禅など、国威発揚のための祭祀がさかんにとりおこなわれた大中祥符天禧年間(10081021)の仏教文物に注目し、その歴史的意義を明らかにする。本年度は、南京・長干寺址出土阿育王塔(大中祥符四年・1011、以下長干寺塔)について、国際学会での発表および論文執筆を行った。南京市・長干寺は六朝時代以来の舎利信仰における象徴的存在であったことがよく知られる。近年長干寺址から、北宋時代の阿育王塔を中心とした、舎利信仰に深く関係する遺物が多数出土した。なかでも阿育王塔は、規模の大きさと完成度の高さが注目される。本研究では、結論として以下を明らかにした。長干寺塔隅飾にあらわされた異国風の図像、すなわち栴檀釈迦瑞像、阿育王像、毘沙門天像および相輪部の四天王像は、北宋朝における新仏教政策の汎アジア的性格を明確に引き継ぐものである。長干寺塔に記された銘文の分析により、長干寺塔には真宗朝に関わりのある人物が関わっていることが判明した。図像上の特質などを勘案すると、長干寺塔の制作において、真宗その人自身というよりは、その側近であった王欽若とその周辺人物の意図が反映されていた可能性は否定できない。長干寺塔の制作にあたっては、封禅や汾陰祀と同様、皇帝権力を誇示しようとする意識がみとめられる。そしてそこには、自らの王統の正当性を顕示しようとする真宗の「正統」意識が発露している可能性が考えられる。真宗朝時代に制作された仏教文物のうち、最も規模が大きく、質の高い作品の一つである長干寺址出土阿育王塔について考察をまとめることができたため。31年度は、もう一つの代表作例である蘇州市・瑞光寺塔出土品について調査・考察を行う予定である。31年度は、蘇州市・瑞光寺塔出土真珠舎利宝幢(大中祥符六年・1013)を中心に考察を行う。この文物は、五代以来の賢臣とされ、知蘇州であった張去華(9381006)の病平癒のために発願され、その死後に奉安されたものであることが迸出した『大随求陀羅尼経』に記されている。とはいえ、出土文物の高い造形水準や、建塔にかかる経済的な規模が莫大なものであること、死後しばらく経っているという時期的な問題、当時は金の装飾の私用が厳しく禁止されていた時期にもかかわらず、ここには潤沢に金が使用されている矛盾、天書・封禅の費用捻出を担当した宰相丁謂(9661037)の実家は蘇州の名家だったことなどの点は不審でもある。真宗に経国の道を説いた「元元論」を献上し、重用されたという張去華の追善を兼ねた国家的事業の一つであった可能性を検討する。また、入宋僧寂照(962頃1034)と宋代仏教文物との関係性についても考察を行う。寂照は貴顕の出身であったことも関係し、外来文化の受容に積極的だった道長から請われて、宋の新訳経典などを日本に送っている。寂照は日本には帰らず、江南仏教に身を投じて現地の仏教界で活躍した僧侶である。前出の宰相丁謂など、中央人物とのコネクションも篤かったという。彼が当時の仏教界で果たした役割を知ることは、真宗時代の仏教および、日宋における仏教文化交流を知る手がかりになることは疑いない。寂照が帰朝しなかったことも関係するのだろうが、この時期に日本にもたらされた北宋文物の実態は明らかでない。
Notchシグナルの歯髄細胞分化におけるメカニズムの解明とその臨床的展開

歯髄細胞が象牙芽細胞に分化・成熟する過程で様々な因子が関与していると推察されるが、そのメカニズムの詳細はいまだ明らかではない。我々はこれまでに骨芽細胞分化においてNotchシグナルが重要であることを明らかにした。Notchシグナルは骨芽細胞の未分化性を維持する上で重要な働きを担っていた。歯髄組織においてもNotchシグナルは発現しているとともに、骨芽細胞と同様に歯髄細胞の未分化性を維持する上で重要な働きを担っていた。Notchシグナルの下流にある因子としてHey1があり、Hey1の強制発現により歯髄細胞の象牙芽細胞への分化・成熟が抑制された。健康な歯で物を噛むことが出来るのはQOLを高める上で大変重要である。そのため我々歯科医はいかに歯を保存できるよう常に配慮して診療を行っている。ところで、歯の内部に存在する神経と血管に富んだ歯髄組織は、歯が口腔内において健全に機能する上で大変重要であるが、炎症(歯髄炎)を起した歯髄組織は除去せざるを得ない。このような現状を鑑み、本研究においては、歯髄細胞の分化メカニズムの一端を明らかにし、それを元に臨床的な歯髄再生のシナリオを描くのが本研究の目的である。歯髄細胞の分化メカニズムを明らかにする上で、様々な組織・細胞の分化に深く関わっているNotchシグナルを切り口とする点が本研究の特色である。下記項目について研究を行った。(1)Notchおよびその下流のシグナルの発現動態の解明(歯胚および成熟歯髄)(2)Notchおよびその下流のシグナルの歯髄細胞および歯髄幹細胞における機能的な解析(3)Notchおよびその下流のシグナルを応用し、歯髄細胞を分化誘導するための臨床的検討歯髄細胞が象牙芽細胞に分化・成熟する過程で様々な因子が関与していると推察されるが、そのメカニズムの詳細はいまだ明らかではない。歯髄が失われることによる歯の喪失をなくすために、歯髄組織をいかに保存する、あるいは再生させるかは今後の歯科医療において大きな課題であると思われる。これまでに、骨芽細胞分化においてNotchシグナルはその未分化性を維持する上で重要なファクターであることを示してきた。今回、歯髄組織に二次象牙質を誘導して保存する、あるいは歯髄組織を誘導するために、歯髄細胞分化におけるNotchシグナルの詳細を検討するとともに、Notchシグナルを制御することにより、歯髄細胞の分化を促進あるいは抑制することの可否について検討を行った。まず、歯髄細胞におけるNotchシグナルについてRT-PCRにて検討を行ったところ、Notch1-3まで発現していた。Notch4の発現は認められなかった。また、Notchシグナル下流をみたところ、Hes1およびHey1の発現が認められ、歯髄細胞においてNotchシグナルはHes1あるいはHey1経由で伝えられていることが明らかになった。さらに、アスコルビン酸とグリセロ燐酸で分化および石灰化を誘導したところ、経時的にHey1発現が減少した。-方、Hey1を歯髄細胞に強制発現させたところ、分化おび石灰化は抑制される傾向にあった。以上から、Hey1は歯髄細胞の分化に置いて、Notchシグナルを伝える主要な転写調節因子はHey1であり、そのシグナルは歯髄細胞の未分化性の維持に関与している可能性が高いことが明らかになった。Notchシグナルは生体の発生・分化において、様々な局面で重要な働きを担っている。我々は骨芽細胞分化においてNotchシグナルがネガティブに機能している、すなわちNotchシグナルが常に働く状況では骨芽細胞分化が抑制されることを明らかにした。しかし、Notchシグナルの機能様式はその作用するタイミングおよび期間により分化促進にも働きうる。今回、歯髄細胞の分化におけるNotchシグナルの詳細について明らかにする目的で実験を計画しk、下記の結果を得た。1.歯髄組織および培養歯髄細胞において、Notch1-3のmRNAが発現していた。2. NotchリガンドであるDelta、JaggedのmRNA発現が確認された。3. Notchシグナル下流のHey1および2、Hes1のmRNA発現が確認された。4.歯髄細胞の分化とともにHey1発現が減少することが確認された。5. Hey1の強制発現により、歯髄細胞分化マーカーであるDSPPおよびDMP発現は抑制された。6. Hey1のmRNA発現は歯胚において強く認められた。以上より、歯髄細胞の分化においてもNotchシグナルはネガティブに作用していることが明らかになった。今後、Notchシグナルの作用をTetOnシステムで制御し、どの分化ステージにおいても抑制的なのか否かについて検討を進めていく予定である。歯髄細胞が分化する過程で様々な因子が関与しているが、その詳細はいまだ明らかではない。歯髄組織においてもNotchシグナルは発現している。主要なNotchタンパクのうち、N1、N2およびN3が発現していた。

特にN2は高発現しており、歯髄においてNotchシグナルは主にN2を介する可能性が高い。また歯髄細胞をアスコルビン酸とグリセロリン酸で分化および石灰化を促進させる過程でNotchシグナルの主要な転写調節因子であるHey1発現が低下することが明らかになった。しかし、BMP(Bone Morphogenic Protein)4により分化誘導したところ、オステオカルシンといった石灰化マーカー発現の亢進とともにHey1発現も増加した。Hey1を強制発現させた骨芽細胞においては骨芽細胞マーカー発現が低下することから、Hey1は分化・石灰化を負の方向に制御する因子と考えられ、BMP4による歯髄細胞分化誘導の過程においてHey1発現が増加するのは、過度の石灰化を抑制するためのNegative Feedbackが働いた結果ではないかと推察される。今後さらにNotchシグナルと歯髄細胞の分化との関連について、その詳細を調べていく予定である。
PVA実態臓器モデルを用いた内視鏡外科トレーニングシステムと技術評価法の構築

PVA実態臓器モデルを用いた内視鏡外科トレーニングシステムを完成させ、これを用いた技術評価の方法を考案した。実態臓器モデルは、胃空腸吻合共通孔閉鎖モデルと、食道空腸吻合共通孔閉鎖モデルの2種類を完成させた。これをco-axialとpara-axialで行うことで難易度を変化させられること、助手のトレーニングにも用いることができることが判明した。また内視鏡技術レベルとの関係では、縫合時間がもっとも技術レベルを反映することがわかった。腹腔鏡下胆嚢摘出術などの比較的単純な手術では多くのシミュレーターが開発されてきているが、実際にこれを内視鏡外科の専門医が操作すると実臨床とはかけ離れたゲームのようなものばかりであり、実際の手術には全く役に立たない。このような現実とシミュレーターの解離の状況を打破できる唯一の方法は人体に限りなく精巧に近づけた実態臓器モデルの作成である。組織の堅さやもろさ、構造、弾力などまでできる限り生体に近づける必要がある。これを実際に手術で使用する鉗子や持針器、針、糸を用いて検証する。すなわちリアリティーこそが最も重要であると考える。そのために内視鏡外科のエキスパートから、医員、研修医、学生に至るまで実際に多くのしかも技術レベルも様々な医療関係者に使用していただき、前述した因子について細かくフィードバックを受けた。試作品の内容はわれわれの実績のある腹腔鏡下幽門側胃切除術の実態臓器再建モデルと食道空腸吻合モデルを作成した。試作期間は約3ヶ月、フィードバック期間を3ヶ月と1年間で2回ほど実態臓器モデルを試作、評価することが可能であった同時に実態臓器モデル試作品の評価に携わった医師に関しては臨床現場での技術評価を別に行い、試作品を用いた各種技量のパラメーターとの比較解析を行ってった。網羅的解析により実態臓器モデルでのパフォーマンスのどの因子が臨床的技術評価に結びつくかを統計的に絞り込んだ。その結果、吻合の確からしさは水を入れたリークテストにて極めて簡単に客観的に評価が可能であった。しかしながら、このテスト自体の難易度が極めて高く、これがスムーズに可能でかつリークテストもマイナスであれば、実際の臨床でもまったく困らないレベルであることがわかった。手技にかかる時間と技量との間に相関関係があることが示唆されたが、症例数が少なく、統計的な解析には更なる被験者の蓄積が必要と考える。腹腔鏡下胆嚢提出術、腹腔鏡下虫垂切除術など比較的単純で簡単な内視鏡外科手術では、多くのシミュレーターが開発されてきている。しかし、これを内視鏡外科の専門医が使用してみると、高価であるにもかかわらず、実際の臨床とは大きくかけ離れたゲームのようなものばかりで、トレーニングにはまったく役に立たない。この様な実臨床とシミュレーターの乖離を極力少なくするための唯一の方法は、人体の構造に精巧に近づけた実態臓器モデルを作成することである。構造だけでなく、組織の堅さ、もろさ、弾力までを生体に限りなく近づけるように作り込むことで実践に極めて近いトレーニングが可能になる。これに臨床で使用される持針器、把持鉗子、針、糸だけでなく、モニターまでも同じものを用いて練習する。この実践に極めて近い環境下でトレーニングすることの有用性がわかってきた。そのために毎週行われるトレーニングセンターで学生から、研修医、医員、スタッフ、エキスパートに至るまで様々な技術レベルの人にトレーニングを行い、様々なデータを取得するとともに、フィードバックを受けた。作成したモデルは腹腔鏡下幽門側胃切除術における胃・空腸吻合部の縫合閉鎖モデル並びに食道・空腸吻合における共通項の閉鎖モデルの2種類である。これにポートの挿入をco-axialだけでなく、para-axialにすることで難易度は格段に高くなり、さらに助手のトレーニングも可能であり、また自動縫合器の使い方のトレーニングもできるなど高い汎用性を有することがわかった。これらのデータから、同一条件では実態臓器モデルのトレーニングにおける時間が個々の技量と最も相関があると言う結果であった。また、いずれのモデルもこの手技を10分以内に終了できれば実際の臨床でもまったく困らないレベルであることが示唆された。完成した立体臓器モデルは腹腔鏡下幽門側胃切除術における胃・空腸吻合部の縫合閉鎖モデル並びに食道・空腸吻合における共通項の閉鎖モデルの2種類である。また、いずれのモデルもこの手技を10分以内に終了できれば実際の臨床でもまったく困らないレベルであることが示唆されたなどの評価をえられたため。PVA素材は、加工技術により、人体に近い体感・感触を提供できる親水性の高いwetな素材である。特徴として1.人体部位とほぼ同じ切離感・縫合感・感覚臨場感がある。2.親水性のあるPVA(ゲル)を含水率調整により硬度・形状などを自由に立体加工成型が可能である。3.安全性・生体吸収性(生分解性)・手軽にどこでも使用可能である。4.有害物質は使用していないので、衛生的に利用・廃棄可能である。

臓器モデルは、胃空腸吻合共通孔閉鎖モデルと、食道空腸吻合共通孔閉鎖モデルの2種類を完成させた。これを実際の手術と同じ環境で使用することにより、臨床に則したトレーニングを可能とした。シミュレーターと異なり、使用する鉗子や針糸は臨床的に使用するものを利用するため、安価であるのみならず、どこにでも設置が可能であり、このタスクができれば、臨床でもすぐに手技が施行可能となるモデルを作成することができた。またこの技術的な評価として、タスクが完了できると言うことと、時間という明快な指標での技術レベルの評価の他に新たな技術の指標となるパラメーターを網羅的に検索した。試作実態臓器モデルを作成し、このモデルを東京医科歯科大学低侵襲医学研究センターで毎月行う内視鏡外科トレーニングコースで使用することにより、臨床との相違点をfeed backし、実態臓器モデルの完成度を上げることができた。使用法もco-axialとpara-axialで行うことで難易度を変化させられること、助手のトレーニングにも用いることができることが判明した。また内視鏡技術レベルとの関係では、最終的には縫合時間がもっとも技術レベルを反映することがわかった。PVA実態臓器モデルを用いた内視鏡外科トレーニングシステムを完成させ、これを用いた技術評価の方法を考案した。実態臓器モデルは、胃空腸吻合共通孔閉鎖モデルと、食道空腸吻合共通孔閉鎖モデルの2種類を完成させた。これをco-axialとpara-axialで行うことで難易度を変化させられること、助手のトレーニングにも用いることができることが判明した。また内視鏡技術レベルとの関係では、縫合時間がもっとも技術レベルを反映することがわかった。内視鏡外科のエキスパートから、医員、研修医、学生に至るまで実際に多くのしかも技術レベルも様々な医療関係者に使用していただき、前述した因子について細かくフィードバックを受けた。試作品の内容はわれわれの実績のある腹腔鏡下幽門側胃切除術の実態臓器再建モデルと食道空腸吻合モデルを作成した。試作期間には約3ヶ月かかり、フィードバック使用期間を3ヶ月と1年間で2回ほど実態臓器モデルを試作、評価することが可能であった。この2回でほぼ理想的でリアルなモデルができたと考えている。同時に実態臓器モデル試作品の評価に携わった医師に関しては臨床現場での技術評価を別に行い、試作品を用いた各種技量のパラメーターとの比較解析を行ってった。網羅的解析により実態臓器モデルでのパフォーマンスのどの因子が臨床的技術評価に結びつくかを統計的に絞り込んだ。その結果、吻合の確からしさは水を入れたリークテストにて極めて簡単に客観的に評価が可能であった。しかしながら、このテスト自体の難易度が極めて高く、これがスムーズに可能でかつリークテストもマイナスであれば、実際の臨床でもまったく困らないレベルであることがわかった。これらの条件をクリアできるのは内視鏡外科学会の技術認定相当レベルであった。これらの中では手技にかかる時間と技量との間に相関関係があることが示唆されたが、症例数が少なく、統計的な解析には更なる被験者の蓄積が必要と考える。
画像解釈におけるアプリオリ情報の有効利用に関する研究

防災・農林業・医療などで用いられる画像処理の自動化を目指し、画像の撮影状況によって与えられるアプリオリ情報を有効利用する処理の枠組みについて研究を進めた。特に、高解像度画像やハイパースペクトル画像の処理については、適度に自由度を制限したモデルの導入により観測対象の情報を的確に得る枠組みを構成した。主な成果を以下列挙する。被害域の推定:本例では、発災前に撮影された衛星画像をアプリオリ情報として扱い、発災後に撮影された画像を「一致強化」の原理による非線形写像アルゴリズムの中で比較し、被害家屋の分布等の変化域抽出を行った。本方式は2003年12月に発生したイラン南東部地震に伴うBam市の被災例に適用され、処理結果は我国の現地調査団にも提供され、検出結果の妥当性が現地調査で検証された。農作物の糖度推定:農作物の風味は含まれる蛋白量や糖度、アミノ酸等の割合に依存する。収穫後の分析より得られるこれらの量を、収穫前の作物のハイパースペクトル画像から推定することを試みた。この推定系では、ハイパースペクトル画像の多数の波長間の演算をニューラルネットワークとPSO(particle swarm optimization)法を組み合わせた方法で最適化した。この推定では収穫後の分析値を教師データとして用いている。人肌抽出指標の導出:短波長赤外域のハイパースペクトル画像から水面下や土砂上に横たわるヒトを効果的に検出する際のアプリオリ情報活用法について解析を行い、ヒトの皮膚の持つ特異的なスペクトル情報を活用することで肌を顕在化させる正規化指標NHI(normalized human index)を見出した。周期植生の独立成分分析:高高度ハイパースペクトル画像観測の際に発生する混合ピクセル問題を解決する一方法として、少数のパラメータを含む混合ピクセルモデルを導入し、超解像観測で発生する混合ピクセルを一定の条件のもとで個々のピクセル情報に分離する方式を提案した。衛星画像の分解能向上に伴い、従来多大な労力と時間を要する地上の探査に頼らざるを得なかった大規模災害の被害域分布の測定や作物・森林等の生育管理等が、リモートセンシング技術によって可能となってきた。このような社会的ニーズを実現するために、本年度は主として、1.衛星画像のセグメンテーション技術の確立、2.大規模災害にともなう変化域抽出、および、3.独立成分分析を用いたミクセルデータの分離法において、アプリオリ情報を生かした画像処理方式を提案するとともに、その有効性を実データをもって示した。先ず、1の「衛星画像のセグメンテーション技術の確立」では、従来から行われていた領域拡張法の概念を拡張し、アプリオリ情報として与えられる教師領域についてのセグメンテーション結果を参照しつつ、新規に与えられる画像と教師側入力画像との類似性を評価した「相互領域拡張法」を提案し、衛星画像や航空写真のセグメンテーションでその有効性を示した。次の「大規模災害にともなう変化域抽出」では、災害前の衛星画像および地理情報データベースをアプリオリ情報として活用した変化域抽出法の精度・処理速度の改善を行い、2003年12月にイラン南東部で発生した大地震に伴うBam市の変化域抽出を試み、処理時間15分で市ほぼ全域の被害分布の概要を抽出することに成功した。この結果は、我国の現地調査団でも有効に活用され、またイランとの都市防災技術確立の共同研究への足がかりともなりつつある。3の「独立成分分析を用いたミクセルデータの分離法」では、従来不可能とされていた分解能以下のサイズを周期とする植生分布についても、土壌のスペクトル特性をアプリオリ情報として活用することで、植生のピュアスペクトル推定が可能なことをシミュレーションおよび実観測データについて示した。以上、画像処理におけるアプリオリ情報の重要性を実例をもって明らかにした。

本年度は、以下3項目に関して応用面にも配慮した研究を実施した。(農業用リモートセンシングにおけるアプリオリ情報の有効活用)本項目では、農業分野へのマルチスペクトルおよびハイパースペクトルデータの応用技術について検討を行った。特に高高度観測の際に生じる混合ピクセルの解決については、昨年度得られたシミュレーション結果をもとに、独立成分分析を適用する際に必要とされるアプリオリ情報の有効利用法について検討し、航空機観測データや、現地観測実データを用いた検証を行った。現地観測データの取得については、スペクトロメータを用いた地上計測に加え、山形県立農業試験場庄内支場および山形大学農学部付属農場の協力を得て、クレーンによる低高度ハイパースペクトル画像の計測を試みた。(防災画像処理におけるアプリオリ情報の有効活用)今年度は、2003年12月に発生したイラン南東部地震に伴うBam市の被災例、および2004年新潟県中越地震の被災地域の衛星画像について被害を迅速に推定する画像処理方式について推定精度の向上のための検討を進めた。また、中赤外域のハイパースペクトル画像から、新規土砂災害や土砂に混在したヒトを効果的に検出する際のアプリオリ情報の活用法について解析を試みた。また、2004年台風15号に伴う、東北地方日本海沿岸の塩害の検出に、項目1で取得したクレーンハイパースペクトル画像を用い、植物の枯れる過程についてのアプリオリ情報を活用する方式を提案した。(医用画像処理におけるアプリオリ情報の有効利用)本項目では、先ず診断面からは、脳電位画像から、アルツハイマー病などの脳内疾患の診断情報を抽出する際に利用できるアプリオリ情報を模索した。また、治療という立場から、手術中、血液で遮断された術野の赤外線ハイパースペクトル画像情報に対してアプリオリな情報をもとに適応的な情報処理を適用し、画像の鮮鋭化に有効な演算を実現した。本年度は、以下のIIIIの各項目についてフィード計測ならびに解析を実施した。また、各項目についての計測を精度良く行うために、ハイパースペクトル画像の高所観測用機器の開発・試験運用も併せて実施した。I)農作物の非接触甘味推定におけるアプリオリ情報の有効活用:本研究項目では、山形大学農学部付属農園の協力を得て、枝豆の圃場をクレーン搭載ハイパースペクトルカメラで撮像し枝豆の旨味に大きく関係するsucroseやglucoseの含有量を収穫前に非破壊で推定する方式を提案・実施した。この処理には、ハイパースペクトル成分と化学分析結果の関係をアプリオリ情報として埋め込んだ処理系を使用した。II)
ヒッグス湯川結合で探る素粒子物理の新展開

2018年度は2017年までにLHC-ATLAS実験で取得した約80/fbの積分ルミノシティの13TeV陽子陽子衝突データを解析し、ヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊するモードの探索を行った。特に最も感度があるベクターボソンと随伴生成でヒッグス粒子が生成されるチャンネルに焦点を当てた。2016年までの約36/fbのデータ解析ですでに系統誤差が支配的になっており、更に発見感度を向上させるためには一つ一つ系統誤差を精査し、低減する必要があったが見積もり手法を改善することにより低減させることに成功した。その結果、ベクターボソン随伴生成事象でヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊するモードを4.9σの有意度に到達した。また他のチャンネルで生成したヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊する事象も統計的に統合することで5.4σの有意度で観測することに成功した。ヒッグス粒子がボトムクォークと相互作用をし、ボトムクォークの質量起源も担っていることを観測した、世界初の発見であり、標準模型のパラメータの一つであるヒッグスとボトムクォークの湯川結合の存在を示した。また観測した信号強度はμ_Hbb = 1.01±0.20であり標準模型と無矛盾であった。この成果はPhysis Letters Bで出版された。また、この成果はベクターボソン随伴生成事象で生成したヒッグスを5.3σで観測したことも含まれており、こちらも世界初の観測となった。更に随伴生成ヒッグス粒子の横運動量の微分断面積を測定し、標準模型と無矛盾であることを確認し、標準模型を超える物理により感度がある高い横運動量(250 GeV以上)の断面積測定も可能であることを示した。この成果はJHEPに投稿した。当初は2017年までのデータではヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊する事象の発見感度が5σに到達しないと見込まれていた。しかし,解析を見直し系統誤差を低減することが可能になり、ベクターボソン随伴生成事象を用いて4.9シグマの有意度でヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊する証拠を掴んだ、また他のチャンネルと統計的に統合する事で5σ以上の有意度でヒッグス粒子とボトムクォークの相互作用を観測した。この相互作用は標準模型のパラメータの一つであり、この発見は素粒子物理学の大きなマイルストーンになった。この成果は更にヒッグス粒子の性質を精密測定するために重要な測定であり、関連したプレスリリースも行い、論文の出版もすることが出来た。5σ以上の有意度で観測することが出来たが、まだ2018年度に取得した陽子陽子衝突データ約60/fbは解析できていない。今後はRun2に取得した全データ約140/fbを用いて更に測定感度を上げていく予定である。特に2018年度の解析結果でヒッグスボソンが高い横運動量を持つ領域の微分断面積の測定が可能であることがわかり、標準模型を超える物理に感度があることが示された。更に高統計のデータを用いて新物理に感度がある領域の微分断面積の精度を上げて標準模型を超える物理を探っていく予定である。また、高い横運動領域ではヒッグス粒子から崩壊したボトムクォーク対が一つのジェットとして観測されてしまうので、より大半径のジェットを用いて事象の再構成などをする必要があり、解析を再構築する。さらに、μRWell検出器の改良も引き続き行っていく。性能評価をし、最適化したパラメータ条件から高バックグラウンドに強いμRWell検出器の設計・製造を行っていく。内定年度:20172018年度は2017年までにLHC-ATLAS実験で取得した約80/fbの積分ルミノシティの13TeV陽子陽子衝突データを解析し、ヒッグス粒子がボトムクォークに崩壊するモードの探索を行った。