hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
転写産物調節性タンパク質の遺伝子操作による昆虫の分子育種

カイコのTIA-1相同性タンパク質(BmTRN-1)は、RNA認識領域(RRM)を有するRNA結合タンパク質である。BmTRN-1の発現を人為的に増減させた細胞や個体では、バキュロウイルス感染時のタンパク質発現量に影響が見られた。またウイルス感染の際に、細胞質においてBmTRN-1を含む凝集体の形成も観察された。BmTRN-1と共沈する因子としてカイコを宿主とするnucleopolyhedrovirus由来の核酸認識タンパク質が見いだされた。したがって、BmTRN-1はウイルス由来のタンパク質と相互作用して細胞質凝集体形成に関わるとともに、ウイルスのタンパク質発現量を低下させることが示唆された。カイコで見つかった哺乳類TIA-1のホモローグであるBmTRN-1は、RNA認識領域(RRM)を持つRNA結合タンパク質であり、その遺伝子発現抑制による解析から、転写産物の制御に関わることが考えられる。本年度は、このタンパク質の細胞内での役割やドメインの重要性を明らかにするため、カイコ培養細胞を用いて以下の検討を行った。まず、ゲノム遺伝子の配列解析から、BmTRN-1の44.1kDaと42.5kDaの二つのアイソフォームは、選択的スプライシングにより単一の遺伝子から作られることを明らかにした。タグであるGFPと融合させたBmTRN-1タンパク質を過剰に発現させた細胞において、レポータータンパク質の生産量が低いレベルに抑えられたことから、本タンパク質は転写産物量の低下を引き起こすことが確認された。細胞内分布を調べたところ、BmTRN-1タンパク質は核と細胞質の双方に分布していた。さらに、RRM2サブドメインは核外輸送に関与することが明らかとなった。またバキュロウイルスの一種が感染した場合にBmTRN-1タンパク質は、核内に強く分布した。このとき、RRM3サブドメインにバキュロウイルス感染時の核内分布に関与する領域があることが示された。本タンパク質の過剰発現によりこのウイルスの外殻タンパク質の生産量が低下したことから、BmTRN-1タンパク質はウイルス感染により核に蓄積して、ウイルス転写産物の核における識別や制御にも関与していることが示された。カイコで見つかった哺乳類TIA-1のホモローグであるBmTRN-1タンパク質は、RNA認識領域(RRM)を持つRNA結合タンパク質であり、その遺伝子発現抑制による解析から、転写産物の制御に関わることが考えられる。カイコの転写後調節機構を明らかにする目的で、ウイルス感染過程におけるBmTRN-1の転写後調節における役割や、細胞内局在の変化について調べた。カイコに強い感染性を示すバキュロウイルスであるBmNPVを感染させた細胞では、GFP融合BmTRN-1タンパク質は細胞質において明確な多数の凝集体を形成した。弱毒性バキュロウイルス感染細胞におけるBmTRN-1タンパク質の核内分布の現象とこの結果は大きく異なるものであるが、このことはこれらウイルスの感染性の強さに起因すると考えられる。感染後48時間後にはこの凝集体を持つ細胞の割合は、75%に達した。また、C末端側のAuxiliary domainを欠失させた場合に、このような凝集体は形成されなくなった。BmTRN-1タンパク質過剰発現細胞において、ウイルスのタンパク質生産量やウイルス転写産物量が低下したことから、強毒性ウイルス感染が引き金となって起こる凝集体形成による転写産物の安定性の低下によってウイルス感染細胞のタンパク質生産量を低下させる役目をBmTRN-1は担っていると考えられる。BmTRN-1のRRM領域とAuxiliary domainに変異を持つ変異体タンパク質過剰発現細胞では、BmNPVのタンパク質発現量が増大したことから、このようなRRM領域の一部には転写産物を安定に保ち、核-細胞質問の効率的な輸送を助ける働きもあると考えられる。カイコから見つかったほ乳類TIA-1相同性タンパク質(BmTRN-1)は、RNA認識領域(RRM)を有するRNA結合タンパク質である。遺伝子解析および発現抑制による解析から、このBmTRN-1は42.5kDaおよび44.1kDaのアイソフォームを持ち、転写産物の働きを調節する役目を持つと考えられる。細胞内転写産物の急激な変化が見られるバキュロウイルス感染細胞における機能を解明するため、ウイルス感染によるBmTRN-1の分布・局在変化を調べ、また細胞内で相互作用するタンパク質についての検索を行った。BmTRN-1タンパク質は正常細胞内では、核と細胞質の両方に分布するが、RRM領域のRNA認識配列に変異を含む場合、核と細胞質における分布に変化が生じた。したがってBmTRN-1の細胞内分布には剛A結合活性が重要であると考えられる。BmTRN-1過剰発現細胞では、バキュロウイルス感染時のポリヘドリンプロモーターからのタンパク質発現量の低下が見られ、この際に、細胞質においてBmTRN-1を含む凝集体の形成も観察された。

このウイルス感染細胞内から得られる比較的難溶なタンパク質試料を用いてプルダウン法により調べたところ、BmTRN-1と共沈する因子としてBmNPV由来の核酸認識に関わるタンパク質の一つが見いだされた。したがって、BmTRN-1タンパク質はバキュロウイルス感染過程の細胞において、ウイルス由来のタンパク質と相互作用することによって、細胞質凝集体形成に関わるとともに、ウイルスのタンパク質発現量を低下させることが示唆された。
ケロイド線維芽細胞の細胞内情報伝達機構の解明;プリン受容体を中心に

ヒト検体より採取したケロイドおよび正常皮膚から線維芽細胞を採取し、細胞内カルシウムイオン濃度を指標として細胞内情報伝達機構の差異を明らかにする事を計画した。特にアデノシン三リン酸(ATP)とその受容体のプリン受容体に着目した。その結果、正常線維芽細胞とケロイド線維芽細胞にそれぞれ固有の反応を認めた。また、細胞内骨格(F-actin)と小胞体の蛍光染色を行ったところ、その密度や配列に差異を認めた。臨床的に認められるケロイドおよび肥厚性瘢痕の形成と線維芽細胞におけるプリン受容体の相関を明らかにするために、患者様よりご提供頂いた標本より線維芽細胞を分離培養し、細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)を変動指標として細胞の反応機構の解析をすすめた。また、蛍光免疫法により細胞内骨格の他、小胞体、ミトコンドリアといった細胞内小器官の変化について観察を行った。表記の研究に関する研究成果はまだ論文発表に至っていないが、現在までに完了したことを列挙する。1.細胞の継代培養を行いAdenosine triphosphate (ATP)およびATP関連物質による刺激に対する観察した。その結果、継代を繰り返す事でATPおよびATP関連物質に対する反応に変化が生じた。2.ケロイド線維芽細胞および正常線維芽細胞の両者でF-actinの他、細胞小器官として小胞体、ミトコンドリアの蛍光染色を行ったところ、ケロイド線維芽細胞で小胞体、ミトコンドリアの増加がみられた。3.ケロイドおよび肥厚性瘢痕の組織で染色を行い、組織中に含まれる細胞数、線維の特徴について観察を行った。これにより、ケロイドでは膠原線維の硝子様変化が散在性にみられた。細胞数についてはケロイドと肥厚性瘢痕で細胞数の明らかな差異はみられなかった。4.13において、ケロイド線維芽細胞は環境因子に影響を受けケロイド線維芽細胞に変化している可能性が示唆される。これは、ケロイドや肥厚性瘢痕の発生因子が皮膚の局所環境に存在している可能性があり、治療の可能性を暗示している。今後はこれまでに得られた結果を発表するとともに、さらに詳細な検討を加えていく予定である。ケロイドおよび肥厚性瘢痕の形成と線維芽細胞におけるプリン受容体の相関を明らかにするために細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)変動指標として反応機構の解析をすすめた。また、蛍光免疫法により細胞内骨格の変化を観察した。表記の研究に関する研究成果はまだ論文発表に至っていないが、現在までに完了したことを以下に列挙する。1.ケロイドおよび肥厚性瘢痕、成熟瘢痕の検体は、ケロイドが1例、肥厚性瘢痕が8例、成熟瘢痕が3例集まった。正常皮膚は全層植皮の余剰皮膚とした。2.これらの検体から線維芽細胞を採取し、ケロイド線維芽細胞、ヒト正常線維芽細胞についてそれぞれP2受容体の反応の相違について検討を行った。Adenosine triphosphate(ATP)およびATP関連物質、P2受容体拮抗物質を用いて細胞を刺激し、細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)変動を共焦点レーザー顕微鏡(LSM)を用いて観察した。ヒト正常線維芽細胞では、P2X受容体、P2Y受容体とも反応を示した。ケロイド線維芽細胞ではP2Y受容体の反応がヒト正常線維芽細胞よりも強く観察されたが、P2X受容体の反応はほとんど観察されなかった。両者でF-actinの染色を行ったところ、ケロイド線維芽細胞で細胞は細長い紡錘形を呈し、F-actinはその形態に沿う配列を示していた。3.2において、ATP刺激による反応性の違いがみられた事から、ケロイド線維芽細胞とヒト正常線維芽細胞の細胞内情報伝達機構に相違がある事が示唆される。また、細胞形態についてもケロイド線維芽細胞では細長い紡錘形を呈し、規則的な細胞配列を呈するなどの特徴がみられた。今後はATP刺激による細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)変動の解析を続けるとともに、蛍光免疫組織化学による受容体の局在や細胞内骨格などの相違について検討を加える予定である。平成23年度の達成目標は3つあり、1.組織標本の採取、2.細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)変動のイメージング可能な標本の作製、3.ATPおよびATP関連物質刺激下での[Ca2+]i変動の観察である。検体の採取および線維芽細胞の培養を行い、蛍光指示薬の細胞内導入を行った後、刺激物質を投与して[Ca2+]i変動を観察する事ができた。蛍光指示薬の導入については至適条件の探索に時間を要したが解決する事ができた。また、その条件下で[Ca2+]i変動を観察し、ケロイド・肥厚性瘢痕および正常ヒト線維芽細胞との刺激物質に対する反応性の相違を捉える事ができた。加えて、細胞形態および細胞内骨格の相違についても検討を加える事ができた。

前年度に引き続き、細胞内カルシウム濃度([Ca2+]i)変動のイメージングを行うとともに、受容体の局在、細胞内骨格の観察を免疫組織化学を用いて行う予定である。また、細胞内の微細構造については電子顕微鏡を用いて観察する予定である。これらの実験を通じて得られた結果をもとに、ケロイド部や肥厚性瘢痕部の線維芽細胞と同様の細胞内情報伝達系を有する線維芽細胞を実験動物で作製できるかどうかを検討する。また、これらの成果について国内学会および国際学会で発表を行い、論文投稿を行う予定である。細胞培養に関する培養液および試薬、ディスポーザブル製品、カルシウムイメージングに関する灌流液や試薬、免疫組織化学に関する抗体および緩衝液、スライドガラスや包埋剤などの消耗品、実験動物(マウス、ラット)の購入費、学会旅費、論文投稿費などに使用する計画である。
介護保険制度施行後におけるホームヘルパーの労働と健康に関する研究

A県とB県のホームヘルパーを対象にアンケート調査とインタビュー調査を行った。その結果、それぞれのホームヘルパーが希望する雇用形態に採用されていない場合、介護福祉士の資格取得などを切っ掛けに転職する者もいることがわかった。そのため、それぞれのホームヘルパーがもっている働く目的に応じた雇用形態で採用することが働き続けることになることがわかった。しかし、現在の介護報酬では多くの常勤ヘルパーを採用できる条件ではなく、各事業所での努力にも限界がある。また、雇用形態が安定すればするほど、健康状態の不調を訴える者が多いこともわかった。本年度の研究計画にのっとり、大阪府と京都府のホームヘルパーを対象にアンケート調査を行った。その結果、大阪府では179名、京都府では220名からの有効回答があった。調査結果を雇用形態別である「正規職員」・「非正規職員」・「登録型」に分けて分析を行った。その結果は以下の通りである。登録型には「ヘルパー2級」の有資格者が多く、正規職員・非正規職員は「介護福祉士」「ヘルパー1級」の有資格者が多かった。つまり、有資格の種類によって、雇用形態の傾向があることがわかった。登録型の多くの者は「直行直帰」の勤務形態であり、同僚ヘルパーとの交流がない者も多かった。また、登録型の雇用形態は不安定であるが、健康に関しては、登録型よりも正規職員の方が健康を害していると回答していた。雇用形態に関係なく、「働きがい」「やりがい」を感じていると回答した者が多かった。そして、「ホームヘルパーとして働き続けたい」と回答している者も多かった。しかし、仕事内容についての満足度は低かった。そして、介護関係での転職経験がある者が多かった。つまり、「働きがい」「やりがい」が高くても「仕事内容に満足していない」ヘルパーの離職率が高くなっていることがわかった。ヘルパーの労働条件・待遇の改善は当然である。しかし、それだけではヘルパーは働き続けないことがわかった。そして、ヘルパーには「働きがい」や「やりがい」をもって働き続けられる環境が必要であることがわかった。この現実を打開するには、単に労働条件・待遇の改善だけでは無理で、さらに根深い問題があることが推測できる。特に介護保険制度との関係では、アンケート調査では明らかにできなかった。しかし、自由記載欄には多くのヘルパーから意見が寄せられた。それらの意見を参考にして、次年度には2次調査(インタビュー調査)を行う予定である。A県にあるB訪問介護事業所(以下、事業所)に所属するホームヘルパー(管理者1名、サービス提供責任者3名、常勤ヘルパー2名)・C県にあるD事業所に所属するホームヘルパー(サービス提供責任者2名、常勤ヘルパー2名)を対象にインタビュー調査を行った。その結果、サービスの援助内容・質以前に、そもそもサービス提供をするための登録型ヘルパーの確保が困難であることがわかった。しかし、D事業所では、要支援1・2に認定された利用者が多く、新予防給付の影響から彼らがサービス利用を抑制したため、ヘルパーの確保が困難であっても事業所が立ち回ったとの事だった。また、世間で言われるような介護現場で働く者の劣悪な労働条件・待遇からの「介護離れ」が原因での人材難だけではなかった。ヘルパー確保を困難にさせる原因として、事業所に所属する介護福祉士有資格者の占有率で加算される「特定事業加算」により、介護福祉士取得後、退職する(引き抜きにあう)登録ヘルパーが出てきているとの事であった。主に登録ヘルパーに頼って、訪問介護を営む事業所が多い。そのため、短時間型の登録ヘルパーも多く、パズルを組み合わせるような形で利用者に登録ヘルパーを派遣している。そのため、1名の登録ヘルパーが休暇を取ることで、大幅な変更を余儀なくし、サービス提供責任者はシフト管理が大きな負担になっていることがわかった。また、登録ヘルパーに退職されることを恐れ、困難ケースなどは登録ヘルパーではなく、常勤ヘルパーに依頼することが増えているとの事だった。そのため、常勤ヘルパーが担当するケースは困難なケースが多く、心身ともに負担をかけているとの事だった。インタビュー調査から訪問介護事業が非常に不安定な状況にあることがわかった。利用者・その家族の生活を支えるためにも、介護保険制度下においてホームヘルパー、訪問介護を営む事業者が安定できる仕組みに改善していくことが必要であることがわかった。
全エクソンシークエンスによる大腸癌の染色体不安定性の原因となる新規遺伝子の同定

検体の確保の問題、費用の問題から研究対象を変更し、特定の大腸前癌病変(鋸歯状病変)において、遺伝子メチル化の解析と、臨床病理学的因子との関連の検討を行った。結果、遺伝子メチル化の多寡と腫瘍の局在に強い関連があることを見出した。それにより、S状結腸より近位に存在する鋸歯状病変は発癌可能性が高いため、治療が望ましいことが明らかとなった。さらに、病変の背景粘膜において、部位ごとの遺伝子メチル化の差がないことを見出し、鋸歯状病変には領域がん化(field cancerization)の関与が乏しいことを確認した。臨床検体に関して、札幌医科大学倫理委員会、研究協力施設である秋田赤十字病院倫理委員会の承認を得て、既に採取、保有されているものを用いる予定であった。しかし、検体に若干の不足があったため、新たに名古屋市立大学大学院医学研究科倫理審査委員会の承認を得て、名古屋市立大学病院でも検体の採取、DNA抽出を行うことができる体制を整えた。具体的には、以前に大腸内視鏡検査で大腸の早期癌と腺癌が共存する病変(腺腫内癌)が発見された患者を対象とし、内視鏡治療の際に拡大内視鏡で観察を行い、異なる表面構造を伴う部位からそれぞれ組織採取を行うこととした。その後に病変を一括切除し、組織を採取した領域の病理所見を確認することにより、腺腫部分と癌部分から正確に組織採取が行われているかを判断できるようにした。さらに、新たに同定された腺腫内癌の癌部分における、増幅や欠失などのDNAコピー数変化の解析をcomparative genomic hybridization(CGH)アレイ法によって行う予定としていたが、その約半数の解析を終了した。今後、症例を重ね、DNAコピー数変化のクラスタリング解析を行い、欠失が優位な群、増幅が優位な群、微小変化群に分類を行う。その後、全エクソンシークエンス解析を行い染色体不安定性の原因となる遺伝子変異を検索するのに適した病変を抽出する予定である。加えて、大腸癌で従来報告されてきた遺伝子変異と、染色体不安定性との関連が示唆される(細胞周期関連遺伝子などの)遺伝子をパネル化し、腺腫内癌の腺腫部分で変異解析を行う予定である。臨床検体に関して、札幌医科大学倫理審査委員会、研究協力施設である秋田赤十字病院倫理審査委員会の承認を得て、既に採取、保有されているものを用いる予定であったが、不足があったため、新たに名古屋市立大学大学院医学研究科倫理審査委員会の承認を得て、名古屋市立大学病院でも検体の採取、核酸抽出を行うことができる体制を整えた。具体的には、内視鏡検査もしくは治療の際に、病変部と背景粘膜からそれぞれ組織採取を行う、また、表面構造の異なる部位があれば、それぞれの部位から組織採取を行うこととした。さらに、DNAのみでなく、RNAも抽出、保存することとした。臨床検体の採取、採取した検体からの核酸の抽出、保存を開始したが、採取の目標とする病変が少なく、解析に十分な臨床検体が確保できていないのが現状である。また、増幅や欠失などのDNAコピー数変化の解析をcomparative genomic hybridization(CGH)アレイ法によって行う予定としていたが、その約半数の解析が終了している。今後、症例を重ね、DNAコピー数変化のクラスタリング解析を行う予定である。その後、染色体不安定性の原因となる遺伝子変異を検索するのに適した病変を抽出する予定である。加えて、大腸癌で従来報告されてきた遺伝子変異と、染色体不安定性との関連が示唆される(細胞周期関連遺伝子などの)遺伝子をパネル化し、変異解析を行う予定である。臨床検体に関して、札幌医科大学、名古屋市立大学の倫理審査委員会、研究協力施設である秋田赤十字病院倫理審査委員会の承認を得て、既に採取、保有されているものを用いる予定であった。新たに金沢大学、福井県立病院、石川県立中央病院の倫理審査委員会の承認を得て、検体の採取、核酸の抽出を行うこととした。しかし、採取の目標とする病変(腺腫内癌)が少なく、臨床検体の収集が遅れているため、解析に十分な臨床検体が未だに確保されていない。また、遺伝子増幅や欠失などのDNAコピー数変化の解析を目的にcomparative genomic hybridization(CGH)アレイ法によって行う予定としていたが、半数しか解析が終了していない。そのため、遺伝子変異の検索に適した病変の抽出も行い得ていないのが現状である。今後、対象とする病変の変更、解析方法の変更も検討する必要があると考えている。臨床検体の採取、採取した検体からの核酸の抽出、保存を行う体制が整ったが、採取の目標とする病変が少なく、臨床検体の収集が遅れている。そのため、解析に十分な臨床検体が確保できていない。また、研究代表者の異動にともない、従来用いていた実験装置を使用することができなくなったため、新たな解析方法の確立や解析対象の変更を含んだ、研究全体の見直しの必要性が生じた。上記の理由で進捗が遅れている。本研究の主目的は大腸発癌の主要な分子機構と位置づけられてきた染色体不安定性の原因となる新規遺伝子を同定することであった。早期癌と腺腫が共存する前癌病変に着目し、早期癌部分のコピー数変化と腺腫部分の遺伝子変異プロファイルを比較することにより、発癌・進展予測が可能なバイオマーカーを抽出する予定であった。更に、拡大内視鏡像などの臨床病理学的因子との対比を行い、腺腫の段階での臨床所見による発癌・進展の予測可能性の検討を行う予定としていた。

しかし、実際のところ、質の高い臨床検体(腺腫内癌)の確保が困難となり、Comparative genomic hybridization (CGH)アレイ法などの解析を十分行い得なかった。また、全エクソンシークエンス解析を行う予定としていたが、検体確保とコストの問題があり、こちらも行い得なかった。そのため、研究対象を変更し、ある特定の遺伝子変異を伴う大腸前癌病変(鋸歯状病変)において、遺伝子メチル化の解析と、臨床病理学的因子との関連の検討を行った。結果、遺伝子メチル化の多寡と腫瘍の局在に強い関連があることを見出した。それにより、S状結腸より近位に存在する鋸歯状病変は発癌可能性が高いため、治療が望ましいことが明らかとなった。さらに、鋸歯状病変の背景粘膜において、部位ごとの遺伝子メチル化の差がないことを見出し、鋸歯状病変には領域がん化(field cancerization)の関与が乏しいことを確認した。それらの結果を欧州消化器病週間、日本癌学会などで発表し、Oncotaget誌に報告した。検体の確保の問題、費用の問題から研究対象を変更し、特定の大腸前癌病変(鋸歯状病変)において、遺伝子メチル化の解析と、臨床病理学的因子との関連の検討を行った。さらに、病変の背景粘膜において、部位ごとの遺伝子メチル化の差がないことを見出し、鋸歯状病変には領域がん化(field cancerization)の関与が乏しいことを確認した。臨床検体の採取、採取した検体からの核酸の抽出、保存を行う体制が整ったが、採取の目標とする病変が少なく、臨床検体の収集が遅れている。そのため、解析に十分な臨床検体が確保できていないのが現状である。臨床検体の確保の見通しが立たないため、解析対象を腺腫内癌ではなく、鋸歯状病変などの他の前癌病変に変更することを考えている。また、全エクソンシークエンス解析を行う病変が抽出できていないこと、同解析を行い得るほど質の高い検体を確保するのが困難であること、同解析が費用の点で施行困難であることより、特定遺伝子のみの変異解析を行うことを検討する。加えて、癌関連遺伝子のメチル化の解析を行うことを考慮する。大腸癌臨床検体の確保に努力する。臨床検体の収集が困難であれば、解析対象を腺腫内癌ではなく、他の前癌病変に変更することも検討する。また、全エクソンシークエンス解析が費用の点で施行困難であれば、従来大腸癌において変異が報告されている遺伝子と、(細胞周期関連遺伝子などの)染色体不安定性と関連が疑われる遺伝子をパネル化し、その特定遺伝子のみの変異解析を行うこととする。また、遺伝子メチル化の解析なども検討する。CGHアレイ解析、シークエンス解析の遅延。主研究者の所属研究機関の変更により、連携が取りにくくなっている点も理由の一つである。研究代表者の異動にともない、実験方法を変更し、新たな実験方法を確立する必要が出てきた事から、従来使用予定であった物品費を使用しなかったため。
アーバスキュラー菌根菌胞子果の同定分類と有性生殖の探索

AM菌(R. irregularis)にはホモカリオンとダイカリオンの2タイプが存在することが明らかとなり、本種における有性生殖の存在が示唆されている。本研究はAM菌の胞子果が有性生殖体なのではないか?との仮説を検証することを目的として、胞子果由来の単胞子増殖菌株を対象とした共優性マーカーを用いた遺伝子型の解析を行う。胞子果が有性生殖体であるならば、減数分裂に伴う核相nのステージが存在するはずであり、遺伝子型も異なると考えられる。あるいは核相2nの胞子が形成されているのだとしても有性生殖を伴っているのであれば、胞子果内の胞子間に遺伝子型の違いがあると考えられる。
イタリアにおける「宮廷ユダヤ人芸術家」のオペラ文化への貢献

ルネサンス末期以降、イタリアの宮廷では祝祭時の催しとして舞台芸術(のちのオペラ)が上演され始めた。オペラの誕生と発展に関わる社会背景や人物に焦点を当てて研究を進めるなか、ある都市で、宮廷の貴族たちによる舞台上演の企画制作の中心にユダヤ人がいたという事実が浮かび上がった。欧州全土で「追放」や「隔離」という迫害にあっていたユダヤ人であるが、芸術の才を介してキリスト教社会と共存し、さらには都市の音楽文化発展に大きく寄与していた人物が存在したのである。本研究は、イタリア中北部におけるユダヤ人コミュニティーと都市による保護の関係から、「宮廷ユダヤ人芸術家」と西洋の音楽文化の関わりを取り上げるものである。
PZT強誘電体の異相境界におよぼす酸素欠損の影響

Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)強誘電体はぺロブスカイト型結晶構造を有していて,Zr richな組成では菱面体晶,Ti richな組成領域では正方晶のである.これまでの状態図でははこれらの2相はMPBと呼ばれる異相境界で分けられていて2相共存領域はないとされていた.それに対して本研究ではまず,通常の個相反応でMPB近傍の組成のPZTを数種類作製して,粉末X線回折法によりMPB近傍での2相の存在比の正確な組成依存性を求めた.その結果,室温においてはこれまでMPBが存在するとされていたZr/Ti=53/47の組成を挟んで5%の共存領域が存在することがわかった.これの原因としてぺロブスカイト構造の酸素サイトに試料作製時に導入される酸素欠損が考えられる.一方,PZTはマイクロ波周波数領域で誘電分散をする.この分散は強誘電分域の分域壁が外部電場の振動に追随できなくなるために生じる.従って,誘電分散を調べることにより分域壁の易動度,振動の活性化エネルギーを求めることができる.この現象は組成,結晶構造あるいは結晶構造中の欠陥に大きな影響を受ける.そこで本研究では誘電率の周波数,温度依存性を測定するシステムを作製して,誘電分散周波数の温度依存性から振動の活性化エネルギーを求め,その値の組成依存性を求めた.その結果,活性化エネルギーはMPB近傍で高くなっていることがわかった.これは菱面体晶,正方晶の2相が共存するため,結晶粒中に歪みが蓄積されているためと解釈される.また,polingを施して分極の方向を揃えると,やは分域壁が動きやすくなっていることもわかった.Pb(Zr,Ti)O_3(PZT)強誘電体はぺロブスカイト型結晶構造を有していて,Zr richな組成では菱面体晶,Ti richな組成領域では正方晶のである.これまでの状態図でははこれらの2相はMPBと呼ばれる異相境界で分けられていて2相共存領域はないとされていた.それに対して本研究ではまず,通常の個相反応でMPB近傍の組成のPZTを数種類作製して,粉末X線回折法によりMPB近傍での2相の存在比の正確な組成依存性を求めた.その結果,室温においてはこれまでMPBが存在するとされていたZr/Ti=53/47の組成を挟んで5%の共存領域が存在することがわかった.これの原因としてぺロブスカイト構造の酸素サイトに試料作製時に導入される酸素欠損が考えられる.一方,PZTはマイクロ波周波数領域で誘電分散をする.この分散は強誘電分域の分域壁が外部電場の振動に追随できなくなるために生じる.従って,誘電分散を調べることにより分域壁の易動度,振動の活性化エネルギーを求めることができる.この現象は組成,結晶構造あるいは結晶構造中の欠陥に大きな影響を受ける.そこで本研究では誘電率の周波数,温度依存性を測定するシステムを作製して,誘電分散周波数の温度依存性から振動の活性化エネルギーを求め,その値の組成依存性を求めた.その結果,活性化エネルギーはMPB近傍で高くなっていることがわかった.これは菱面体晶,正方晶の2相が共存するため,結晶粒中に歪みが蓄積されているためと解釈される.また,polingを施して分極の方向を揃えると,やは分域壁が動きやすくなっていることもわかった.
重度の疲労損傷を受けた鋼橋の機能回復・機能向上を目的とする橋梁再生工学の確立

重度の疲労損傷を受けた鋼橋に対する、点検、診断、措置からなる一連のリハビリテーション技術の確立を目的とし、高精度で定量的な超音波探傷システムの開発、損傷原因の同定法、古い鋼材の性能を評価法、構造的な補修補強方法、疲労強度改善方法などの要素技術を明らかにするとともに、補修補強事例のデータベースおよびコンサルテーションシステムをウェブ上に構築した。近年、苛酷な交通環境にさらされている多くの鋼橋、鋼製橋脚等に疲労亀裂が数多く検出され、重度の疲労損傷事例もかなりの数に達している。また、首都圏や幹線の道路や路線については、架け替えではなく、損傷した鋼橋を機能回復、機能完全により生き返らせて使うことが最善の策となる場合が多く、そのための補修・補強技術の開発が切望されている。本研究は、放置すれば極めて早い時期に脆性破壊のような不安定破壊に移行し、構造物全体の崩壊や供用停止の事態に直面するような重度の疲労損傷を受けた鋼橋を対象とし、検査、診断、機能回復、機能向上、健全度モニタリングを実現するための技術の実現を目指すものである。そのため、点検、診断、補修・補強設計、施工、モニタリングに分けて、それぞれにハード面、ソフト面での最先端技術を結集して統合した技術を確立する。ハード面では超音波の利用、マイクロ加工、新溶接材料等の先端的な技術を結集して研究を行う。ソフト面では技術者に必要な情報を的確に提供できるデータベースの構築、画像化技術等の研究を行う。本年度は以下の項目について検討した.1.鋼橋における疲労損傷と補修・補強方法の調査と整理およびそのデータベース化鋼橋におけるこれまでの疲労損傷および補修・補強方法を検索できるデータベースについて,疲労損傷と補修・補強方法を調査・整理し,最新データの更新を行った.点検結果をウェブ上から容易に疲労損傷情報として、データベースに入力し、閲覧可能なシステムを構築しデータベースの更新の効率化を図った.2.内在欠陥、内在亀裂の非破壊検査の精度向上高精度な内部欠陥の画像化手法として,水浸リニアアレイ探傷に適した新しい線形化逆散乱解析法を開発し,貫通横穴で散乱された波形に適用することによって,良好な超音波画像を得ることができることを示した.また,フェイズドアレイ探傷システムの高精度化を行い,高精度かつ3次元画像として示すことが可能な非破壊検査システムの開発し,複雑な人工欠陥を有する試験体の探傷により内在欠陥を高精度で表現可能であることを確認した.3.欠陥および亀裂除去を目的としたマイクロ加工技術の開発内在欠陥やそれから発生した疲労亀裂を削り取り、有害性の低い形状の空洞に加工するための道具として,ポータブルミーリングマシンを用いた掘削装置の開発を行った.4.補修補強計画およびモニタリング橋梁のモニタリングシステムにて得られるひずみや温度の計測データに対しデータマイニング手法を適用することによる異常検知を試みた.実橋で取得されているデータに本手法を適用し,異常検知が可能であることを確認した.5.実物大構造モデルによる実証実験実橋梁の溶接欠陥と同様の形状・寸法を有する欠陥を再現可能であり,かつ,ミーリングマシン等での加工が可能な試験体について検討し,T字型試験体を製作した.また,実橋梁に局部的に発生する複雑な応力場の疲労現象の評価法について,面外曲げを受ける荷重伝達型十字継手を対象に検討した.本研究は,重度の疲労損傷を対象に,最先端の研究成果と最新の技術を結集統合して,検査,診断,補修補強設計,施工,モニタリングの統合的技術を確立することを目的としている.本年度は以下の項目について,研究を実施した.橋梁点検および診断支援コンサルテーションシステムの構築:橋梁の点検データベースとモニタリングシステムとをリンクするシステムを開発し,GISベースのシステムへと改善した.内在欠陥、内在亀裂の非破壊検査の精度向上:欠陥を三次元的に把握可能なプラナーフェーズドアレイ超音波探傷システムを構築し,実験によりその性能を確認し,高精度に探傷が可能であることを明らかとした.逆散乱解析法等により超音波探傷結果の画像化手法を改善した.欠陥および亀裂除去を目的としたマイクロ加工技術の検証:疲労き裂除去後の孔を特殊な溶接材料を用いて埋めもどすことで疲労強度を増加させる方法について実験的に検討し,限定的ではあるが効果があることを確認した.鋼床版現場継手部の疲労強度を改善するための手法として,スリットを埋め戻す方法を提案し,検討した.補修補強計画およびモニタリング:疲労損傷を有しているモニタリング手法として,過去の地震応答データの分析結果をデータベース化し,照合・参照するシステムを構築した.高精度の外乱評価方法として,小数センサによるWaveletベースの車軸重量推定法を提案した.実物大構造モデルによる実証実験:鋼床版現場継手部について,実験により疲労強度を評価するとともに,補強方法についての検討を実施した.溶接継手に対して低温相変態溶接棒による付加溶接およびUltrasonic Impact Treatmentによる処理を施した場合の疲労強度向上効果について,疲労試験により確認した.本研究は,橋梁における重度の疲労損傷を対象に,最先端の研究成果と最新の技術を結集統合して,検査,診断,補修補強設計,施工,モニタリングの統合的技術を確立することを目的としており,本年度は以下の項目について研究を実施した.*

鋼橋における疲労損傷と補修・補強方法の調査と整理およびその学識データベース化--既存のデータベースをもとに,多くの研究者や技術者によるデータ更新の可能となるプラットフォームの構築が完成した.*微細なサンプルからの材料特性の試験方法の確立--実構造物を想定した試験体からサンプルを取り出した材料試験,古い鋼材片に関する成分分析を行い,その材料特性を明らかにした.*欠陥およびき裂除去を目的としたマイクロ加工技術の開発--疲労き裂を発生させた試験片に溶接材料を変えて補修を行い,その補修効果,問題点等について整理を行った.*実物大構造モデルによる実証実験--市販の塗装はく離用の電動はく離機を用いた構造ディテールの改善手法を提案し,その有効性を実証した.また既存のトラス橋梁に生じていた疲労損傷について,原因となる有害な変位動を抑制する手法を提案し実証した.*補修補強の実構造物への適用性の検--実証実験の成果をもとに,疲労損傷に影響を及ぼす変位動を抑制する手法を実際のトラス橋へ適用した.*遠隔診断システム及び補修補強工事に対する遠隔アドバイスシステムの構築--学識データベースと連動させるため,システムとデータベースの充実化を行った.本研究は,橋梁における重度の疲労損傷を対象に,最先端の研究成果と最新の技術を結集統合して,検査,診断,補修補強設計,施工,遠隔診断システムの統合的技術を確立することを目的としており,平成21年度は以下の項目について研究を実施した.*鋼橋における疲労損傷と補修・補強方法の調査と整理およびそのデータベース化過去の損傷事例を土木学会の論文および報告を主として整理し,データベースの事例増加を行った.*実物大構造モデルによる実証実験疲労強度の低い溶接施工箇所のディテールに対する表面打撃処理を施し疲労強度向上効果を検討した.荷重を一定とせず,実際の車両通行条件下により近い変動荷重での載荷条件とし,打撃処理の効果を明らかにした.*補修補強の実構造物への適用性の検討疲労亀裂の存在している実物大構造モデルに対し,亀裂の切削除去を行った上で,溶接による埋め戻し施工を行った.この溶接には疲労亀裂の発生および進展を抑制するための,圧縮残留応力を導入できる溶接手法を適用した.施工後の疲労試験の結果,疲労亀裂の発生および進展に抑制効果が見られ,補修方法として適することを明らかにした.*非破壊検査による内在欠陥,内在亀裂のサイズ推定の精度向上溶接部に内在する欠陥に対してサイズを高精度に画像化することのできる超音波探傷を用いた非破壊検査手法を構築した.探傷に効果的かつ高効率な超音波の入射方向や探傷方向を提案した.*遠隔診断システム及び補修補強工事に対する遠隔アドバイスシステムの構築学識データベースと連動させるためのシステムの構築と,ユーザーが利用し易くするためのシステムの改善を行った.*鋼橋における疲労損傷と補修・補強方法の調査と整理およびそのデータベース化過去の損傷事例を海外の事例も増やし,データベースの充実化を行った.
対流圏光化学反応理論の検証のためのOHラジカル及び他の反応性気体の総合観測

大気中の光化学反応を検証するためにはHO_X(OH/HO_2)ラジカルを中心とした反応性微量成分の大気中での総合濃度測定が必要不可欠となり、本研究ではHO_X(OH/HO_2)ラジカルの大気濃度測定装置の開発と野外観測を行い、新たな知見を得ることを目指した。OHラジカルの測定はLIF法により行った。種々の高度化によりOHラジカルの検出下限が1分値積算で3x10^6radical/cm^3まで測定できるものが完成した。その装置を1998年夏期には隠岐島、1999年は沖縄に持ち込み野外観測を実施した。その結果、隠岐島では夜間のHO_Xラジカルの夜間の発生源として2重結合を有する炭化水素とオゾンの反応か重要であることが明らかとなった。また、沖縄の観測ではOHラジカルの観測に成功し、正午あたりに濃度極大を示し、その値は約5x10^6cm^<-3>であることが明らかとなった。オゾン生成について検討した結果、植物起源のイソプレンの濃度が大きく日中に23ppb程度測定された。HO_Xについては50ppt1ppb程度であり、オゾン前駆物質および太陽紫外線は十分多いのでネットにはオゾン生成が起こることを示している。日中では平均オゾン生成速度として約4ppb/hのオゾン生成が可能であることを示している。レーザー誘起蛍光法を用いたOHラジカルを測定する装置を改良しHO2ラジカルの大気濃度測定可能な装置を開発した。HO_2ラジカルはNOとの反応でOHラジカルに変換して測定する。本装置を用いHO_2ラジカル濃度の絶対値を測定できるシステムの構築を行った。基本的には紫外吸収法により約10^9ラジカル/ccのOHラジカルを水蒸気の光分解により作り多重反射セルを用い、波長可変色素パルスレーザーにより絶対濃度を測定し、同時にレーザー誘起蛍光を観測することで検量を行った。現時点で検出下限は約10^7ラジカル/ccと見積もられた。さらに野外観測用に、標準ラジカルガス発生装置の作成も行っている。水蒸気の真空紫外ランプによる光分解でOHラジカルを生成するとともに酸素分子の光分解も起こさせオゾンを生成し、そのオゾン濃度を測定することで同時に生成しているラジカル濃度を既知のものとする装置である。装置の信頼性の評価を目的として化学増幅法によるHO_2ラジカル測定装置の開発も同時に行っている。その結果約10^8ラジカル/ccの検出下限が得られた。大気光化学反応理論検証のために測定しなければならない非メタン炭化水素の自動サンプリングシステムの設計を行った。前年度にある程度開発の完了したラジカル測定装置を用いHO_2ラジカルが測定できるようNDの導入口を取りつけ、室内実験を行い、10^7radicals/ceまで測定できることを確認した後1998年78月にかけて島根県隠岐島の国設酸性雨ステーションに計測器を運び、総合観測を行った。東大先端研はHO_2ラジカルの他、反応性炭化水素、NOx、オゾン、太陽放射量、温湿度および一酸化炭素の測定を担当し、大阪府立大学は化学増幅法によるRO_2ラジカルの測定を行った。HO_2の測定ではおおむね太陽放量に応答した結果が得られたが、詳しい解析の結果、太陽放射量の平方根にHO_2ラジカル量が比例することが判明し、HO_2ラジカルの主な消失過程として、自己反応が起きていることが明らかとなった。また夜間においても約3pptのHO_2が存在し、これらの発生源については、モデル計算からオゾン/オレフィン反応が重要であることが明らかとなった。沖縄県辺戸岬に仮説のプレハブ小屋2棟を設置し、大阪府立大学の協力の基にHOxラジカルを中心として硝酸、窒素酸化物、非メタン炭化水素、(O^1D)、J(NO_2)酸性・塩基性ガス、エアロゾル、オゾン及び一酸化炭素の集中観測を、平成11年7月29日から8月14日まで実施した。

HO_2ラジカルの平均の日変化は、太陽紫外線の日変動に対応して日中に極大を与えるがJ(O^1D)の極大よりおおむね1時間遅れて極大値(17ppt)を与えることが分かった。夕方の急峻なJ(O^1D)の減衰に比べHO_2ラジカルはその減衰がゆっくりであり夜間においても約3pptの濃度は存在し徐々に減衰し夜明け直前が最小値になる傾向があることが明らかとなった。測定されたそれぞれの化学種を考慮にいれて、8月7日についてボックスモデル計算(RACM)を行い、オゾン生成について調べた。植物起源のイソプレンの濃度が大きく日中に23ppb程度測定された。NOxについては50ppt1ppb程度であり、オゾン前駆物質および太陽紫外線は十分豊富なのでネットには光化学的オゾン生成(10-20ppb/day)が起こることが明らかとなった。
比較の手法によるイスラームの都市性の総合的研究 評価作業

本重点領域研究において評価作業班に課せられた任務は、研究組織全体の作業の進行度のモニターならびに助言と、その作業の前提として、世界におけるイスラーム都市研究の成果を蒐集・分析することにある。モニターならびに助言に関しては、研究代表者・協力者とも、できる限り多く各班の研究会に出席してモニターと助言に努めた。助言は原則として、出席した研究会の席上口頭で行なった。しかし実際には出席できない研究会が多く、このような場合の助言については苦慮している。すでに初年度(昭和63年度)から、あらかじめ総括班会議または全体会議で各班の研究計画および問題意識を聞き、類似または関連する問題を扱う研究会については、二つ以上の班の合同研究会とすることを勧告してきた。その結果はきわめて効果的で、各班メンバーの知識と問題意識を深めることに大いに貢献した。世界におけるイスラーム都市研究の成果の蒐集・分析に関しては、専門図書と学術雑誌に掲載された研究論文のコピーの入手に努めた。今年度購入した専門図書は洋書95冊と他に地図18葉、入手した研究論文と購入できない図書のコピーは約200点で、これ等を通じて知り得た海外における最近の研究動向の若干は、出席した研究会の席上紹介した。研究論文のコピーは仮製本のうえ、専門図書のうち論文集所収の論文とともにパソコンに入力して、執筆者名のほか、時代・地域・主題その他で検索できるようにした。この作業は昨年度から引き続き継続しているもので、当重点領域研究の終了後、同様な作業を進めている他の若干の班の作業結果と合体させることにより、きわめて有用なビブリオグラフィーとなるであろう。この作業は次年度も重点的に進められる。
半導体単一量子ドット中の光学遷移のコヒーレント操作

半導体量子ドット中の電子、励起子準位の幅は非常に狭く、吸収、発光スペクトル線の幅は極端は極端に狭い。しかし、試料作成時に導入されるドットサイズの不均一性に起因する不均一広がりのために、個々のドットの準位の鋭さは隠され、通常の吸収、発光スペクトルは幅広いものとなっている。この不均一広がりによる困難を乗り越えて、量子ドット中の光学遷移を自由に操作するために、本研究では(a)極めて精密(<1fs)に時間間隔の制御(位相制御)されたパルス対を用いて物質内に生成された2つの分極の干渉の時間変化を利用する原理的に新しい時間分解分光法であるコヒーレント制卸法と(b)光照射される量子ドットの数を極端に限定し、単一量子ドットの光励起や発光の観測を可能にしてくれる微小領域観測装置を組み合わせた全く新しい測定装置を組み上げ、半導体単一量子ドット中の光学遷移をコヒーレント制御し、量子ドット中の電子、励起子およびそのダイナミックスを調べることを研究目的としている。コヒーレント制御法の根幹の技術であるフェムト秒光パルス対の位相固定化の装置の作製に関しては成功し、フェムト秒光源とこの位相固定化装置を組み合わせてフェーズロックされたフェムト秒光パルス対が安定に得られるようになった。この装置をGaAs、GaSe, ZnSe等の半導体の励起子ダイナミックスの解明に使用して、この方法の有効性を確認した。微小領域観測装置とコヒーレント制御法を組み合わせてGaAs, CdTe、CdMnTe量子ドット中の光学遷移をコヒーレント操作する研究にも着手し、GaAs量子ドット中の励起子分極が数10psの時間をおいた後でもコヒーレント制御できることを示した。半導体量子ドット中の電子、励起子準位の幅は非常に狭く、吸収、発光スペクトル線の幅は極端に狭い。この不均一広がりによる困難を乗り越えて、量子ドット中の光学遷移を自由に操作するために、本研究では(a)極めて精密(<1fs)に時間間隔の制御(位相制御)されたパルス対を用いて物質内に生成された2つの分極の干渉の時間変化を利用する原理的に新しい時間分解分光法であるコヒーレント制御法と(b)光照射される量子ドットの数を極端に限定し、単一量子ドットの光励起や発光の観測を可能にしてくれる微小領域観測装置を組み合わせた全く新しい測定装置を組み上げ、半導体単一量子ドット中の光学遷移をコヒーレント制御し、量子ドット中の電子、励起子およびそのダイナミックスを調べることを研究目的としている。本年度は、極低温での測定が可能なように、Heデュアー内に挿入できる構造の顕微分光装置を自作した。その結果、液体ヘリウム温度で1μm以下の領域にレーザー光を絞り込むことができるようになった。実際に、単一のGaAs量子ドットからの発光がこの装置を用いて観測できるようになった。コヒーレント制御法の根幹の技術であるフェムト秒光パルス対の位相固定化の装置の作製にも取り掛かり、フェムト秒光源とこの位相固定化装置を組み合わせてフェーズロックされたフェムト秒光パルス対が安定に得られるようになった。この装置をGaAs、GaSe,ZnSe等の半導体の励起子ダイナミックスの解明に使用して、この方法の有効性を確認した。微小領域観測装置とコヒーレント制御法を組み合わせてGaAs,CdTe、CdMnTe量子ドット中の光学遷移をコヒーレント操作する研究にも着手した。

しかし、試料作成時に導入されるドットサイズの不均一性に起因する不均一広がりのために、個々のドットの準位の鋭さは隠され、通常の吸収、発光スペクトルは幅広いものとなっている。この不均一広がりによる困難を乗り越えて、量子ドット中の光学遷移を自由に操作するために、本研究では(a)極めて精密((3C9161fs)に時間間隔の制御(位相制御)されたパルス対を用いて物質内に生成された2つの分極の干渉の時間変化を利用する原理的に新しい時間分解分光法であるコヒーレント制御法と(b)光照射される量子ドットの数を極端に限定し、単一量子ドットの光励起や発光の観測を可能にしてくれる微小領域観測装置を組み合わせた全く新しい測定装置を組み上げ、半導体単一量子ドット中の光学遷移をコヒーレント制御し、量子ドット中の電子、励起子およびそのダイナミックスを調べることを研究目的としている。本年度は、極低温での測定が可能なように、温度を変化させても試料位置のずれが少ない新しいタイブのHeデュアーを購入し、顕微分光の実験を行った。その結果、液体ヘリウム温度から液体窒素温度までの温度を変えて単一のGaAs量子ドットからの発光がこの装置を用いて観測できるようになった。コヒーレント制御法の根幹の技術であるフェムト秒光パルス対の位相固定化の装置の改良にも取り掛かり、フェムト秒光源とこの位相固定化装置を組み合わせてフェーズロックされたフェムト秒光パルス対が安定に得られるようになった。この装置を用いて、GaAs量子ドット中の励起子状態の位相緩和時間を測定し、位相緩和時問が約1nsと非常に長いことを確認した。また、実際に量子ドット中の励起子遷移をコヒーレント制御することに成功した。
大型加速器における物理の理論的研究

素粒子標準模型は非常に大きな成功を収めている。しかしその標準模型にも理論的、現象論的困難がある。いわゆる階層性の問題や標準模型の枠内には暗黒物質の候補となる粒子が存在しないことなどがそのような困難の例である。これらの問題点を解決するために多くの標準模型を越えた物理が考案されている。本格稼働を始めたLHC実験はそのような新しい物理を検証に大きな力を持ち、世界中の素粒子研究者の注目を浴びている。多くの標準模型を越えた物理が提案されている中、超対称性模型というのはもっとも有望な模型であり、長年の間研究が続けられてきた。しかし、超対称性模型が魅力的だが、必ずしも利点だけではない。多くの模型ではSUSY flavor問題や、あるいはgravitino問題と呼ばれる宇宙論的問題を引き起こすことが知られている。そのよう中、低エネルギーgauge mediationと呼ばれるクラスの模型はそのような問題点がない。理論的観点からいっても、gauge mediationは十分に確立した場の理論の手法を用いて構成されるので、その予言性や信頼性はほかのSUSY模型と比べて非常に高いと言える。私はこのタイプのSUSY模型のLHCでの物理を研究した。このような模型でのLHCシグナルは高エネルギーのレプトンや光子が多く伴う特徴的なものであり、非常に発見しやすいものである。さらに宇宙論的制限からSUSY粒子の質量には強い上限がかかる。私は、LHCのシグナルを詳細に調べ、どのようなパラメータ領域までSUSY粒子が発見できるかを調べた。その結果、宇宙論的、理論的考察から許されるパラメータのほとんどの領域で、このタイプの模型はLHCの初期段階で発見もしくは排除できることを示した。現在までの物理実験は素粒子標準模型によって非常によく記述されている。しかしその標準模型にもいくつかの困難がある。たとえば階層性問題や暗黒物質の存在などがそのような困難の例である。超対称性理論はこれらの問題に対じての一つの明快な解答を与えてくれる。そのため、超対称性は標準模型を超えた物理としてもっとも有望な理論であると考えられている。この超対称性は2009年末にも本格始動するLHCで検証されるであろう。私はこの超対称性模型の現象論を研究した。一言に超対称性模型といっても、さまざまな模型がある。しかし、その多くは宇宙論的には様々な問題を引き起こすことが知られている。その中で私は宇宙論を考察することでもっとも有望であると考えられるものを考察した。ひとつはグラビティーノと呼ばれる粒子が非常に重い場合である。この模型では比較的長寿命の荷電粒子の存在が予言されるが、この粒子をうまく利用することでLHCにおいてこの模型をテストできることを示した。もうひとつの模型はグラビティーノが非常に軽い模型である。このように軽いグラビティーノを予言するモデルを構築し、その模型の予言するLHCでのシグナルについて考察した。このような模型は宇宙論的に問題を引き起こさないが暗黒物質に関しては良い模型ではなかった。私はこの模型内で新たな暗黒物質の候補について提案し、その検証についても考察した。そして、この暗黒物質は非常に安定ではあるが、ごくわずかの割合で崩壊することを発見し、その崩壊のシグナルによって現在の宇宙線実験で発見された異常現象を説明できることを示した。素粒子標準模型は現在までの高エネルギー物理の実験を非常によく記述する。しかし、標準模型は階層性問題などの理論的不満点や、その存在が確実視されている暗黒物質や暗黒エネルギーに対して何も述べていないなどの問題がある。そのため、標準模型を超えた物理を模索することは非常に重要である。そのような中、最も有望なものの一つに超対称性理論がある。私はこの理論の特に現象論的側面について研究を行った。超対称性理論というのは重力子のスーパーパートナーであるグラビティーノの質量によってその性質が大きく異なってくる。私は特に宇宙論的に重要と考えられている1.ニュートリノのように非常に軽い場合2.標準模型のスーパーパートナーよりも少し軽い場合3.標準模型のスーパーパートナーよりも非常に重い場合の三つの場合の現象論的側面について研究を行った。以下でそれぞれの場合についての研究成果を述べる。グラビティーノが非常に軽いとLHC実験において、光子やレプトンなどの特徴的なシグナルが期待される。これらのシグナルに加えて、損失運動量にも特徴的なシグナルがあることを示した。グラビティーノの質量が軽いと長寿命の超対称性粒子の存在が予言される。LHC実験でそういった粒子が生成され、その粒子が物質と相互作用するといくらかの割合の粒子は検出器内で止まってしまう。それらの粒子の崩壊を検出が可能であり、それらの情報から、その粒子の寿命や質量などの性質が解明できることを示した。グラビティーノが非常に重いと、大きな質量をもつ超対称性粒子が暗黒物質の候補になることが知られている。普通、暗黒物質は安定であると考えられているが、無限の寿命を持つ必要もない。私は共同研究者とともに非常に長いが有限の寿命を持つためのメカニズムを発見し、この暗黒物質の崩壊によって近年報告された宇宙線実験における異常現象を説明できることを示した。

本格稼働を始めたLHC実験はそのような新しい物理を検証に大きな力を持ち、世界中の素粒子研究者の注目を浴びている。多くの標準模型を越えた物理が提案されている中、超対称性模型というのはもっとも有望な模型であり、長年の間研究が続けられてきた。しかし、超対称性模型が魅力的だが、必ずしも利点だけではない。多くの模型ではSUSY flavor問題や、あるいはgravitino問題と呼ばれる宇宙論的問題を引き起こすことが知られている。そのよう中、低エネルギーgauge mediationと呼ばれるクラスの模型はそのような問題点がない。理論的観点からいっても、gauge mediationは十分に確立した場の理論の手法を用いて構成されるので、その予言性や信頼性はほかのSUSY模型と比べて非常に高いと言える。私はこのタイプのSUSY模型のLHCでの物理を研究した。このような模型でのLHCシグナルは高エネルギーのレプトンや光子が多く伴う特徴的なものであり、非常に発見しやすいものである。さらに宇宙論的制限からSUSY粒子の質量には強い上限がかかる。私は、LHCのシグナルを詳細に調べ、どのようなパラメータ領域までSUSY粒子が発見できるかを調べた。その結果、宇宙論的、理論的考察から許されるパラメータのほとんどの領域で、このタイプの模型はLHCの初期段階で発見もしくは排除できることを示した。