hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
体外循環装置用血液凝固リスクリアルタイム計測方法の確立

体外循環装置を用いた治療法(補助人工心臓、人工透析、人工心肺装置)における血液の凝固が大きな問題である。この問題の対策として、凝固リスクを調べ、抗凝固処置を行う必要がある。リスクを調べる一般的方法は、循環流路から血液を取り出し、活性化剤と混ぜて凝固するまでの時間を計測する単純な方法である。これらの方法では、一回の凝固リスク評価に数分かかり、最適な抗凝固薬投与量および投与タイミングを判断することが困難である。従って、本研究は電気信号法で計測できるバイオマーカによってリアルタイムで凝固リスクを調べる方法を確立することを目的とした。そこで、分子バイオマーカとして、凝固リスクの異なる血液における代謝物質の状況変動の解析を行い、血液凝固と関連する代謝物質を予測し、文献マイニングおよび代謝物質経路データベースによって検証した。生化学と生物物理的パラメータを調整できる数理モデルを用いて血液成分の変動、赤血球の配向と変形にもとづく電気信号の変動を求めた。多数周波数による電気的パラメータを計測し、血液凝固のバイオマーカの変動を調べることができ、血液凝固リスクをリアルタイムで計測可能にする方法を確立した。最終年度では、静止状態および血液ポンプを用いた流動中の血液で血栓実験を行い、センサーおよびアルゴリズムから構成される全体システムによって同方法の検証を行った。本研究の特色と独創的な点は、本研究が生化学情報処理、生物物理と電気信号処理のノウハウを踏まえたシステムバイオロジーにおける意思決定支援システムの新しいアプローチである点にある。本研究の成果は、医療現場における血液凝固の管理を可能とする画期的なシステムにつながり、血液の状況をリアルタイムで計測し、血液体外循環装置を利用する患者の自宅や病室、手術室など様々な医療現場で抗凝固処置を最適に行うことができるようになると考えられる。体外循環装置を用いた治療法(補助人工心臓、人工透析、人工心肺を用いたバイパス手術)における血液の凝固が大きな問題である。凝固リスクを調べるためには、トロンボエラストグラフィ(TEG)や活性化凝固時間(ACT)、プロトロンビン時間(PT)などのオフライン計測が一般的である。これらは、循環流路から血液を取り出し、活性化剤と混ぜて凝固するまでの時間から血液の凝固リスクを評価する方法である。これらの方法では、一回の凝固リスクの評価に数分かかり、リアルタイムの血液状況を調べることができず、最適な抗凝固薬投与量および投与のタイミングを判断することが非常に困難である。また、抗凝固処置の副作用として出血や血小板減少症などのリスクが高まる。従って、リアルタイムで凝固リスクを把握し、最適な抗凝固処置を行うためのリアルタイム計測法が重要となるものの、未だそのような方法は存在しない。したがって、本研究は電気信号法で計測できるバイオマーカによってリアルタイムで凝固リスクを調べる方法を確立することを目的とする。具体的な方法としては、1)実験とシミュレーションによって代謝物、タンパク質などの「分子バイオマーカ」および流体ー構造連成、血流流量、粘性などの「生理学的バイオマーカ」の電気特性のデータベースを構築し、2)同データベースを先験的な情報として扱い、リアルタイム電気計測と比較し、アルゴリズムによって凝固リスクを数値化する。28年度では主に分子バイオマーカの予測に関する研究を実施した。凝固リスクの異なる血液における代謝物の状況変動のメタボローム解析を行い、血液凝固と関連する代謝物を予測した。予想通りメタボローム解析を行うことができた。血液凝固と関連するメタボロームバイオマーカを計測可能にするための電気計測実験も順調に進んでいる。補助人工心臓、人工透析および人工心肺などの血液体外循環装置では、血液凝固が大きな問題であるため、定期的に抗凝固処置を行う必要がある。そこで、血液凝固リスクをリアルタイムで調べ、必要なときに必要な量だけの抗凝固処置を行う方法が望まれる。本研究は電気信号法で計測できるバイオマーカによってリアルタイムで凝固リスクを調べる方法を確立することを目的とする。平成29年度(2年目)では血液凝固の視点から血液の流体ー構造連成シミュレーションを行うとともに実験により血液凝固リスク、流体力学的パラメータおよび誘電率の相関性を調べることにした。様々な生化学と生物物理パラメータを調整できる数理モデルを用いて血液成分の時間的濃度変動、配向および変形にもとづく電気信号の変動を求めた。血液凝固体外模擬流路を使用し、ウシとブタ血液を用いて、電気計測実験を行い、以下のことを明らかにした。i)多数周波数による電気的パラメータを計測し、血液凝固の流体力学的変化を調べることができ、リアルタイムで血液凝固リスクを解析が可能になる。ii)血漿因子の濃度によって変化する赤血球凝集度を観測できる。iii)血液の凝固だけではなく、溶血の影響も計測できる。iv)開発した数理モデルと実験結果に相関性を得られ、結果の妥当性を確できる。また、早期凝固リスク解析用のバイオマーカとして前年度に得られた代謝物質バイオマーカリストを文献マイニングによって検証した。新たな凝固リスク解析メカニズムを解明でき、早期に凝固リスクを解析できる可能性が見えてきた。凝固リスク解析の従来方法(オフライン方法)の結果と数理モデルの結果合わせて解析し、得られた知識によって、リアルタイム計測実験を計画した。そのため予想した通りに進んだ。

リスクを調べる一般的方法は、循環流路から血液を取り出し、活性化剤と混ぜて凝固するまでの時間を計測する単純な方法である。これらの方法では、一回の凝固リスク評価に数分かかり、最適な抗凝固薬投与量および投与タイミングを判断することが困難である。従って、本研究は電気信号法で計測できるバイオマーカによってリアルタイムで凝固リスクを調べる方法を確立することを目的とした。そこで、分子バイオマーカとして、凝固リスクの異なる血液における代謝物質の状況変動の解析を行い、血液凝固と関連する代謝物質を予測し、文献マイニングおよび代謝物質経路データベースによって検証した。生化学と生物物理的パラメータを調整できる数理モデルを用いて血液成分の変動、赤血球の配向と変形にもとづく電気信号の変動を求めた。多数周波数による電気的パラメータを計測し、血液凝固のバイオマーカの変動を調べることができ、血液凝固リスクをリアルタイムで計測可能にする方法を確立した。最終年度では、静止状態および血液ポンプを用いた流動中の血液で血栓実験を行い、センサーおよびアルゴリズムから構成される全体システムによって同方法の検証を行った。本研究の特色と独創的な点は、本研究が生化学情報処理、生物物理と電気信号処理のノウハウを踏まえたシステムバイオロジーにおける意思決定支援システムの新しいアプローチである点にある。本研究の成果は、医療現場における血液凝固の管理を可能とする画期的なシステムにつながり、血液の状況をリアルタイムで計測し、血液体外循環装置を利用する患者の自宅や病室、手術室など様々な医療現場で抗凝固処置を最適に行うことができるようになると考えられる。今後は血液凝固の視点から血液の流体ー構造連成シミュレーションを行い、血液凝固リスク、流体力学的パラメータ、および誘電率の関係を調べて、実験とシミュレーション結果をデータベース化する。シミュレーションと実験結果を先験的な情報として扱い、リアルタイムでの電気計測と比較し、凝固リスクを判断できるアルゴリズムを開発する。最終的には、センサ、データベースおよびアルゴリズムから構成される凝固リスク判断方法の全体的検証を行う。代謝物質バイオマーカリストを文献マイニングによって検証し、早期に凝固リスクを解析できる可能性が見えてきたが、電気信号によって計測できる代謝物の選別の課題は今年度に行う予定である。代謝物質の濃度は対象となる血液において検体ごとに大きく変化することが解った。そのため代謝物質の濃度ではなく、アルゴリズムによって代謝経路を予測し、それに基づく選別を行う予定である。また、静止状態および血液ポンプを用いた流動中の血液で血栓実験を行い、センサ、データベースおよびアルゴリズムから構成される全体システムの検証を行う予定である。
ドイツ周辺国におけるホロコースト教育の変化：イギリス・フランス・スウェーデンの例

最終年度にあたる今年度、国内においては英・仏・スウェーデンの対象3か国の歴史教育政策を総括すべく、第二次世界大戦とホロコーストに特化した歴史教育政策両面について整理した。主に国立国会図書館と教科書研究センター図書館における一資料と二次資料の文献調査を行った。一次資料については、国会図書館・議会官庁資料室において一部英国議会のものが入手出来た。その他は各国教育省の英語版ホームページ掲載の官公資料を糧とした。研究計画の目的のひとつである、比較検討のため、地方の平和記念資料館や学校歴史博物館等で、各地方自治体による戦後の歴史教育の取り組みについても調査を行った。国外における今年度現地調査はフランスで行い、当初予定通りショア記念博物館において展示並びに教育・啓発活動の実態について調査した。同館における調査は、2013年1月に次いで今次で2回目であるが、シラク政権以来のホロコースト教育の強化政策が着実に発展・展開されていることが明らかとなった。英国・スウェーデンと同様、相対化の目的で対象国のみでなく歴史的・政治的・文化的にもつながりの深い近隣諸国をも含めた調査を行った。この調査でも同様に、1990年代以降の第二次世界大戦関連歴史教育、ホロコースト教育に力点がおかれていることが明らかとなり、当初仮説通り、冷戦終結・ヨーロッパ統合という時代的文脈との強い関連性が明らかとなった。こうした活動内容についての学会発表は、国内では現地調査報告を主としたホロコースト教育に重点を置いたテーマを扱い、国外では日本の戦争関連の歴史教育との比較考察に重点を置いたテーマを扱った。3か年の調査を通じ、わが国の歴史教育への示唆として、歴史認識は単に教育・学術上の議論を超え政治・外交問題との関連で極めて政治的なテーマであり、政府主導の歴史教育政策の大きな転換が求められると言える。本研究では主な対象国を3か国とし、1か年1か国の割合で現地調査を予定しており、初年度は計画通りスウェーデンでの調査を実施した。比較対象としてノルウェーを加えたことは、「研究実績の概要」で既述の通り、さらに深い洞察的分析ができる資料や証言を得ることができた。予定していた英国・グラスゴーでの学会(Comparative Education Society in Europe)では予定通り構想を発表したが、その帰路にロンドンにあるCentre for Holocaust Educationへの訪問は、相手都合により叶わなかったため、次年度(本年度)に持ち越すことにした。また本年度は、計画時には主テーマが未定であったISCHE(International Standing Conference for the History of Education)が主テーマを"Education and Emancipation"と発表したことから、戦後におけるいわゆる「暗い歴史」の総括・克服という本研究テーマと密接に関わっており、急きょ論文を発表することにした。残りの調査対象国であるフランスは、最終年度である来年度に現地調査を行うことになるが、ここ数年首都パリのみならずフランス国内でテロが頻発しており、本務校での業務との兼ね合いもあるが、訪問時期は慎重に検討する必要があると考えている。ドイツ周辺国3か国の現地調査のうち、第2年度の今年度はイギリスにおいて行った。また、国内における事前調査の過程で、イギリスの隣国アイルランドにもホロコーストに特化した研究・教育機関があることが判明し、現地調査に加えた。ロンドン大学のInstitute of Education(UCL, Institute of Education)では、Centre for Holocaust Educationを通じて、特に教師教育に重点を置いたホロコースト教育・研究の実態を把握した。同大学院は母校でもあり人脈を生かし有効に活用できた。センター長であるProfessor Stuart Fosterとの面談はスケジュールの都合でかなわなかったが、資料は十分取得できた。具体的には、現役教師が受講できるオンライン講習システム、ロンドンのセンターでの研修、最終的には講習の完結プログラムとして提供されるアウシュヴィッツなどナチ強制収容所や絶滅収容所へのスタディツアーに関する詳細である。ホロコーストには直接加担しなかったとされるアイルランドであるが、ホロコーストを普遍的な人権啓発及び平和教育の題材として捉え、国をあげての活動がみられる。2005年という設立年からみても、上記ロンドンでのセンター活動と同様、統合後のEU域内における一連のホロコースト教育拡大動向の好例として捉えることができる。首都ダブリンにあるHolocaust Education TrustIrelandでは、Dr.Aideen Stapletonを通じ情報を収集した。同機関では、国の行政機関(The Department of Justice and Equality)やダブリン市、また地元ユダヤ人諸団体と協働し、1月27日の国際ホロコースト記念日におけるイベント企画や冊子配布などを行っている。3か年でドイツ周辺国3か国の現地調査を行う計画であるが、第1年度の昨年度はスウェーデン及び隣国のノルウェーでの調査を終えた。中立国という理由でスウェーデンを選択したが、上記アイルランドと同様、国内事前調査の過程で、隣国ノルウェーでもホロコースト教育・研究機関があり、また活動が盛んであることが判り、同一旅程で現地調査を順調に行った。第2年度は、上述したイギリス及び隣国のアイルランドにおける実績をあげることができた。第二次世界大戦の戦勝国であり、ホロコーストには「傍観者」的立場もしくは亡命ユダヤ人の受け入れ国としてやや一方的にドイツを糾弾してきた歴史があるイギリスであるが、本研究計画時の洞察通り、ヨーロッパ統合の政治的動向のなかで、一歩深く踏み込んだホロコーストへの取り組みが確認できた。上記2か年における現地調査の実績から、国内事前調査の高い有用性が再確認でき、最終年度の現地調査にも大いに用いたいと考えている。また、研究計画の発表と研究(途中)成果の発表を目的とし、当初予定の国内2件および国外2件の学会参加を果たした。そこで発表した論文のうち1本(国外学会)は、大会実行委員による査読を経てカンフェレンス・プロシーディングスに所収掲載された。

また発表に対する洞察的な批評や示唆も多く受けており、最終年度の調査・研究にも最大限取り入れる計画である。最終年度にあたる今年度、国内においては英・仏・スウェーデンの対象3か国の歴史教育政策を総括すべく、第二次世界大戦とホロコーストに特化した歴史教育政策両面について整理した。主に国立国会図書館と教科書研究センター図書館における一資料と二次資料の文献調査を行った。一次資料については、国会図書館・議会官庁資料室において一部英国議会のものが入手出来た。その他は各国教育省の英語版ホームページ掲載の官公資料を糧とした。研究計画の目的のひとつである、比較検討のため、地方の平和記念資料館や学校歴史博物館等で、各地方自治体による戦後の歴史教育の取り組みについても調査を行った。国外における今年度現地調査はフランスで行い、当初予定通りショア記念博物館において展示並びに教育・啓発活動の実態について調査した。同館における調査は、2013年1月に次いで今次で2回目であるが、シラク政権以来のホロコースト教育の強化政策が着実に発展・展開されていることが明らかとなった。英国・スウェーデンと同様、相対化の目的で対象国のみでなく歴史的・政治的・文化的にもつながりの深い近隣諸国をも含めた調査を行った。この調査でも同様に、1990年代以降の第二次世界大戦関連歴史教育、ホロコースト教育に力点がおかれていることが明らかとなり、当初仮説通り、冷戦終結・ヨーロッパ統合という時代的文脈との強い関連性が明らかとなった。こうした活動内容についての学会発表は、国内では現地調査報告を主としたホロコースト教育に重点を置いたテーマを扱い、国外では日本の戦争関連の歴史教育との比較考察に重点を置いたテーマを扱った。3か年の調査を通じ、わが国の歴史教育への示唆として、歴史認識は単に教育・学術上の議論を超え政治・外交問題との関連で極めて政治的なテーマであり、政府主導の歴史教育政策の大きな転換が求められると言える。国内では、日本国際理解教育学会(於:筑波大学、6月3日ー4日)では、初年度現地調査実績として、スカンジナビア半島におけるホロコースト教育というテーマで論文発表を行う予定である。また、日本社会科教育学会(於:千葉大学、9月16日ー17日)では、この時期既にイギリスでの調査を終えていることから、ドイツ敵国であり連合主要国であったイギリスと、中立国であったスウェーデンにおける戦後の歴史教育の比較検討を試みたいと考えている。
試料回転軸切り替え方式NMR法による14Nスピンの高分解能NMRスペクトル測定

本研究を開始した平成15年度から,既存のDASロータシステムで試料回転周波数を上げるための試みを行った.具体的には,ロータの蓋と形状を変化させたものを作り実験してみた.しかしながら回転周波数は最高で約6kHzで,10kHzを超えることができなかった.さらに試料回転軸切替の前後で回転が不安定となった.この結果を受けて,平成15年度後半からはDAS方式とは別の,違ったアプローチも追求することとした.幾つかの理論的考察を行った結果,普通のマジック角試料回転の下で,多結晶試料のオーバートーンNMRを間接的に測定することにより,本研究の目標を実現できるのではないかという考えに至った.そのアイディアを基に我々は,"^<23>Na核のオーバートーン遷移を誘発するラジオ波を照射してから中心遷移を観測する実験"について理論的に検証した.その結果,"オーバートーン照射を色々なラジオ波周波数で行い,照射した直後に中心遷移の共鳴線を観測して,共鳴線強度を周波数に対してプロット"すれば,^<23>Na核の固体高分解能NMRスペクトルが観測できることが分かった.その研究成果はChemical Physics Lettersに学術論文として掲載され,レフリーから高い評価を受けた.スピン1の^<14>N核にも,通常の遷移が2個とオーバートーン遷移が1個存在する.よって^<23>Na核に用いてその有用性が明らかとなった"オーバートーンNMRの間接測定"は,^<14>N核にもそのまま適用することができる.結果として,オーバートーンNMRの間接測定は,^<14>Nスピンの分解能を飛躍的に向上させることが明らかとなった.現在,^<14>N共鳴周波数と^<14>Nオーバートーン周波数の両方の電磁波を入れて実験できるマジック角試料回転プローブを作成しているところである.本研究を開始した平成15年度から,既存のDASロータシステムで試料回転周波数を上げるための試みを行った.具体的には,ロータの蓋と形状を変化させたものを作り実験してみた.しかしながら回転周波数は最高で約6kHzで,10kHzを超えることができなかった.さらに試料回転軸切替の前後で回転が不安定となった.この結果を受けて,平成15年度後半からはDAS方式とは別の,違ったアプローチも追求することとした.幾つかの理論的考察を行った結果,普通のマジック角試料回転の下で,多結晶試料のオーバートーンNMRを間接的に測定することにより,本研究の目標を実現できるのではないかという考えに至った.そのアイディアを基に我々は,"^<23>Na核のオーバートーン遷移を誘発するラジオ波を照射してから中心遷移を観測する実験"について理論的に検証した.その結果,"オーバートーン照射を色々なラジオ波周波数で行い,照射した直後に中心遷移の共鳴線を観測して,共鳴線強度を周波数に対してプロット"すれば,^<23>Na核の固体高分解能NMRスペクトルが観測できることが分かった.その研究成果はChemical Physics Lettersに学術論文として掲載され,レフリーから高い評価を受けた.スピン1の^<14>N核にも,通常の遷移が2個とオーバートーン遷移が1個存在する.よって^<23>Na核に用いてその有用性が明らかとなった"オーバートーンNMRの間接測定"は,^<14>N核にもそのまま適用することができる.結果として,オーバートーンNMRの間接測定は,^<14>Nスピンの分解能を飛躍的に向上させることが明らかとなった.現在,^<14>N共鳴周波数と^<14>Nオーバートーン周波数の両方の電磁波を入れて実験できるマジック角試料回転プローブを作成しているところである.1次元DAS NMR法に従って実験を行うと,固体粉末試料中のスピン系の相互作用テンソルは,その静磁場に対する配向が高速で周期的に変化する。今年度は,^<14>Nスピンに与えられたオーバートーン磁化が周期的な磁場方向変化の中で時間発展していく様子を計算できるシミュレーションプログラムを作成した.作成したシミュレーションプログラムを用いて,^<14>Nオーバートーン磁化から生まれるNMR信号(自由誘導減衰信号:FID)の時間発展を計算してみた.一般にNMR測定においてはFIDは一定の時間間隔でサンプリングされるのであるが,当研究ではそれにこだわることなく様々なサンプリングタイミング(non-linear sampling)を想定して計算機シミュレーションを行った.そして,得られたFID信号のフーリエ変換から1次元DAS NMR法で達成される分解能(共鳴線幅)を求めた.現在までのところ,1次元DAS NMR法の分解能は2次元DAS NMR法の一般的な分解能まで至っておらず,さらなる検討が必要であることがわかった.さらに当研究の目的を実現するには,計算機シミュレーションとともに,^<14>Nオーバートーン磁化の時間発展経路を表す解析的近似式が必要ということがわかった.本年度の終盤から、DASNMRプローブの試料回転軸移動システムの構築を始めた.来年度の後半までには試料回転軸をコンピュータ制御できるシステムの構築を終える予定である.昨年度の研究により,当研究の目的を実現するには計算機シミュレーションに加えて,^<14>Nオーバートーン磁化成分の時間発展を表す解析的近似式が必要であるということがわかった.今年度前半は約半年かけて,目的の解析的近似式を導くことを試みた.その際,平均ハミルトニアン理論とダイソン級数を用いた.その結果目的の^<14>Nオーバートーン磁化成分の時間発展を表す解析的近似式が求まった.そこから次のことが明らかになった.1.多結晶の^<14>

Nオーバートーン磁化の横成分は個々の微結晶のオーバートーン磁化横成分の総和であるが,個々の微結晶の横成分の方向が横平面上で放射状に分布しており,横成分の総和が非常に小さな値となる.2.しかしながら,個々の微結晶の磁気モーメントも横平面上で放射状に方向を持って分布しているため,観測される磁気モーメントの総和(即ち横磁化)は平均化されないで観測可能な値を持つ.3.これらの結果は半整数スピンを持つ四極子核のオーバートーンNMRにもあてはまる.よって半整数スピンのオーバートーンNMR観測も可能である.今年度後半は,昨年度終わりから始めたDAS NMRプローブの試料回転軸切り替えシステムの構築を行った.しかしながら,回転周波数が5kHzを超えると回転軸切り替えがうまく働かないという問題が露わになった.本研究の目的のためには10kHzを越える回転周波数が必要である.現在,試料回転軸を切り替えシステムの各部分に様々な改良を加えているが,解決には至っていない.この問題の解決のために来年度は試料を入れるロータ自体を小さくすることを試みる予定である.今年度前半は,"DAS NMRプローブ試料回転軸切り替えシステム"の再構築を行った.しかしながら,目標とした10kHzを越える試料回転周波数の実現には至らなかった.これは,試料回転軸切替が回転周波数をかなり変動させ,安定した試料回転を阻害するためであった.そこで,試料回転軸切替システムからの方向転換を行うことを試みた.幾つかの理論的考察を行った結果,普通のmagic角試料回転の下で,多結晶試料のオーバートーンNMRを間接的に測定することにより,本研究の目標を実現できるのではないかという考えに至った.固体NMRのフィールでにおいてはこれまでに,半整数スピンのサテライト遷移を,中心遷移を使って間接的に測定することが行われている.そしてそれにより固体試料に含まれた^<23>Na核(スピン3/2)の分解能向上が実現されている.そこで我々は,^<23>Na核のオーバートーン遷移を誘発するラジオ波を照射してから中心遷移を観測する実験について理論的に検証した.その結果,オーバートーン照射を色々なラジオ波周波数で行い,照射した直後に中心遷移の共鳴線を観測して,共鳴線強度を周波数に対してプロットすれは,^<23>Na核の固体高分解能NMRスペクトルが観測できることが分かった.その研究成果はChemical Physics Lettersに学術論文として掲載され,レフリーから高い評価を受けた.^<23>Na核で有用性を実証できたこの手法は,スピン1の^<14>N核にもそのまま適用することができる.よってオーバートーンNMRの間接測定は,^<14>Nスピンの分解能を飛躍的に向上させることは確実である.
シンセティックジェットによる翼周りの剥離流れ制御に関する数値的研究

前年度までに解析を行ったシンセティックジェット(SJ)による翼周り剥離流れ制御に対し,同様のマイクロデバイスであり近年注目を集めているプラズマアクチュエータ(PA)による剥離制御に関する高精度シミュレーションを行い,制御メカニズムと最適な駆動パラメータの比較を行った.まず,最適な駆動周波数F+(一様流速度と翼弦長で無次元化した周波数)は両デバイス共に6から20程度に局在する事が明らかとなった.しかし,投入運動量の大きい時にはPAが高い揚抗比を示す一方,投入運動量の小さい時にはSJが高い揚抗比を示した.これはデバイスにより誘起される擾乱に違いを生じる為と考えられ,その要因を以下のように切り分けた:A)主流に沿う方向に直接運動量を付加する効果はPAの方が強い;B)翼スパン方向の変動成分(流れの3次元性)はSJの方が強い;C)SJによる誘起流れは局所性の強い流速分布を有する;D)バースト駆動を行うPAは交流電圧を使用する事に伴いSt=100以上の高周波成分が強く投入される.以上の特性のうち,投入運動量の大きい場合にはAの効果が強く現れPAの剥離制御性能が高くなり,小さい場合にはBに基づきSJの剥離制御性能が向上すると考えられる.このようにデバイス特性の違いに起因して制御性能がわずかに異なる事を示したが,一方で剥離制御に重要な主流方向運動量の交換の観点では,両デバイス共に乱流混合による交換作用と大規模秩序渦による乱流渦の連行作用の双方が鍵となる事を明らかにした.また誘起擾乱に対する線形安定性解析を施し両デバイス共に前縁付近で擾乱の線形成長領域が現れる事を示し,同様のメカニズムで最適な駆動周波数が局在する事を明らかにした.このように,個々のデバイス間の誘起擾乱の違いによる制御性能のわずかな差異を除き,最適な剥離流れ制御を行うメカニズムには普遍性の高い要素が存在する可能性を示した.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。移動変形格子を用いた高次精度差分スキームの構築と検証を行った.座標変換のメトリックを保存型に書き換え,一様流保持・保存量保存性を両立するスキームを構築した.評価式に空間対称性を導入すると精度及び安定性が向上する事が分かり,これを離散式の幾何学的解釈の観点から初めて解析的に説明付けた.また,空間対称性を導入した保存型メトリックの考え方を高次精度非構造スキーム(FR法)にも応用し,一様流保持・保存量保存性を両立する手法を新たに提案した.構築したスキームを用い,シンセティックジェットによる翼周り剥離流れ制御の3次元LES (NACAOO15・レイノルズ数10の4乗程度)を行った.研究計画に基づき,シンセティックジェットの駆動周波数を変化させた計算を行い,無次元周波数で6程度の時に最も優れた剥離制御特性を示す事が分かった.この時,翼面上には3次元性の強い乱流境界層が形成されるが,駆動周波数に応じた位相平均を取る事で,スパン方向に軸を持つ大規模な2次元渦構造を抽出した.これらの大規模渦構造の周りで翼面近傍と主流の運動量交換を担う乱流混合の度合い(レイノルズ応力)が特に強い事が分かった.これにより,大きな渦構造による運動量混合だけではなく, 3次元性の強い微細な渦構造が剥離流れの制御の鍵となる事を初めて定量的に示した.また,シンセティックジェットの誘起する流れを翼面上の2次元的な速度境界条件で模擬したモデルを用いた計算を行った.境界条件モデルによる剥離制御時には,翼面上で乱流遷移を生じず2次元性の強い渦構造が移流する付着流れを得たが,キャビティモデルで得られる付着流れよりも揚抗比の観点で劣った.これは,キャビティ由来の3次元性の強い流体変動が翼面上の乱流遷移に強く関係する事,乱流遷移を伴わない剥離制御流れは空力性能が劣る事を示唆する.前年度に得た,一様流と翼弦長で無次元化した周波数(以下F+)は6程度で揚抗比最大となり,従来から報告されているF+=1よりも優れた剥離制御特性を示す事に関し,流れの不安定性の観点から解析を行った.シンセティックジェットから導入される擾乱が発達する際に卓越する周波数をLESにより解析した結果と,平均流れに対して平行流近似を施し線形安定性解析を行った結果を比較し,良い一致を得る事を示した.また,投入する擾乱の高調波成分がこれらの不安定性を刺激する事で乱流遷移を早め,投入擾乱そのものが翼面上の大規模渦を生成する事を新たに示した.このような理由から,前年度に得た高い周波数が剥離制御の観点で効果的である事が分かった.なお,検証の為に前年度までに行ったケースよりも投入運動量を100分の1程度に小さくしており,このような微小な擾乱でも同様の剥離制御効果が得られる事を確認している.また,シンセティックジェットにより投入される3次元擾乱と剥離制御効果の関係性を明らかにした.3次元擾乱のうち,特定のモードを有する擾乱は乱流遷移を速め,前縁付近に生成する剥離泡を小さくする事で抵抗を低く抑える事が分かった.一方で,生成される大規模渦構造の強度が弱く,後縁付近での剥離領域が大きくなるために揚力が減り,揚効比の観点では剥離制御性能が最良とならない事を示した.

これは前年度に得た,スムーズな乱流遷移と大規模渦構造の生成の双方が重要であるという剥離制御メカニズムの主張を裏付けるものである.また,前年度までに構築した保存量保存性と一様流保持性を保証する高次精度差分法を非構造高次精度スキームの一種である流束再構築法(Flux Reconstruction: FR法)に新たに拡張し,静止格子上での有効性を示した.前年度までに解析を行ったシンセティックジェット(SJ)による翼周り剥離流れ制御に対し,同様のマイクロデバイスであり近年注目を集めているプラズマアクチュエータ(PA)による剥離制御に関する高精度シミュレーションを行い,制御メカニズムと最適な駆動パラメータの比較を行った.まず,最適な駆動周波数F+(一様流速度と翼弦長で無次元化した周波数)は両デバイス共に6から20程度に局在する事が明らかとなった.しかし,投入運動量の大きい時にはPAが高い揚抗比を示す一方,投入運動量の小さい時にはSJが高い揚抗比を示した.これはデバイスにより誘起される擾乱に違いを生じる為と考えられ,その要因を以下のように切り分けた:A)主流に沿う方向に直接運動量を付加する効果はPAの方が強い;B)翼スパン方向の変動成分(流れの3次元性)はSJの方が強い;C)SJによる誘起流れは局所性の強い流速分布を有する;D)バースト駆動を行うPAは交流電圧を使用する事に伴いSt=100以上の高周波成分が強く投入される.以上の特性のうち,投入運動量の大きい場合にはAの効果が強く現れPAの剥離制御性能が高くなり,小さい場合にはBに基づきSJの剥離制御性能が向上すると考えられる.このようにデバイス特性の違いに起因して制御性能がわずかに異なる事を示したが,一方で剥離制御に重要な主流方向運動量の交換の観点では,両デバイス共に乱流混合による交換作用と大規模秩序渦による乱流渦の連行作用の双方が鍵となる事を明らかにした.また誘起擾乱に対する線形安定性解析を施し両デバイス共に前縁付近で擾乱の線形成長領域が現れる事を示し,同様のメカニズムで最適な駆動周波数が局在する事を明らかにした.このように,個々のデバイス間の誘起擾乱の違いによる制御性能のわずかな差異を除き,最適な剥離流れ制御を行うメカニズムには普遍性の高い要素が存在する可能性を示した.当該年度の目的であったシンセティックジェットによる翼周り剥離流れ制御のメカニズムの理解を,レイノルズ応力の位相平均分解という観点から大規模渦構造と乱流微細渦構造の相互作用を定量的に示す事で達成した.また新たに構築した線形安定性解析のツールを用いて入力擾乱の空間発展メカニズムを整理し,乱流遷移を利用する剥離制御に関して制御効率の高い入力周波数を与える指針を構築する事に成功した.またこれまでに構築した構造格子を用いた高次精度差分法を拡張し,非構造格子で複雑形状周りの高次精度流体計算を可能とした事で,より複雑な実用形状のシンセティックジェット周りのLESを行う基礎技術を確立した.27年度が最終年度であるため、記入しない。現段階では低レイノルズ数・低迎角における翼周り剥離流れの制御メカニズムを整理し終えているが,これらの整理がより広い範囲の剥離流れでの制御に適用可能かどうかを調べる事を今後の計画としている.その為,迎角が大きい大規模な剥離を伴うケースとより高いレイノルズ数での剥離流れを制御するケースに関し新たにLESを行い,既知の制御メカニズムの適用限界を明らかにする.また,実用形状のシンセティックジェットを対象とした剥離制御のLESも行う為,現在構築中の非構造高次精度スキームのコードを大規模計算に対応させる事を計画している.当該年度の計画の1つであった移動変形格子を用いた高次精度差分スキームの構築,検証は終了している.
世紀転換期ガリツィアにおけるナショナリズムの鏡像

H21年度には、19世紀末から20世紀初頭のポーランドを主な研究対象とし、ロシア・オーストリア両帝国およびプロイセンによる分割支配と、ポーランド人その他の複数のネイション形成過程を検討した。分割以降、ポーランドは、「二重の帝国性」を体現する存在であった。ここでいう「二重の帝国性」とは、第一に、ポーランドに隣接する、ロシア、ドイツ、オーストリアの三帝国が、ポーランドに対して(ないしポーランドにおいて)示した帝国性をさす。そして、第二に、広大な東方領域に範囲を広げていたポーランド=リトアニア共和国時代に、ガリツィア、東方領域の民族集団(ウクライナ人、ベラルーシ人、ユダヤ人など)に対してポーランド自身が有していた帝国性、をさす。本研究は、この「二重の帝国性」が最も顕著に表出した地域の一つであるガリツィア(オーストリア領ポーランド)を舞台に、世紀転換期のロシア領およびオーストリア領の間で越境的に統合しつつあったポーランド・ナショナリズムと、ほぼ同時期に(やや遅れて)興隆し始めたウクライナ・ナショナリズムとの比較を行った。また、両者の発展過程において、どのような相互作用があったのかを検討した。具体的には、これまで研究しきたポーランド・ナショナリズムの代表的思想家であるロマン・ドモフスキが、1890年代後半に活動の場をロシア領ポーランドからガリツィアへ移した際に、ガリツィア・ポーランド人との間にどのような対立が生じたのか、また、そうした緊張関係が、ウクライナ・ナショナリズム登場によってどのように変化したのかを検討した。今年度は、ロシア領ポーランド出身の活動家やガリツィア・ポーランド人の政治家について、社会的背景や政治的目的の分析・整理を進めることができた。今後の課題としては、ウクライナ・ナショナリズムの生成過程・諸潮流の整理か残されており、来年度以降より詳細な検討をする必要がある。
シグマ陽子散乱実験によるクォーク描像に基づいたバリオン間力の研究

25年度は試作Cylindrical Fiber Tracker (CFT)の製作とそのビーム試験を予定通り行った。試作CFTは本実験で使用する実機と同サイズであり、構造的に複雑なCFTの開発の実証とその性能の確認を主な目的として開発された。試作CFTはビーム方向にファイバーを張る、通称φ面と、らせん状にファイバーをまきつける、通称UV面から構成され、全読み出しチャンネル数は1200ch程度となった。特にUV面はらせん状にファイバーをまきつけるという工作上の困難があるが、これを達成することが出来た。ビーム試験は東北大学サイクロトロンRIセンターにおいて、陽子ビームを用いた性能評価を行った。その結果から、CFTは十分な性能を有しており散乱断面積を測定することが出来ることがわかった。次に、読み出し回路に関して述べる。本実験でCFTを読み出すための高集積MPPPC読み出し回路の開発を行った。本回路はVME 6U規格の基板に2個のEASIROCチップを搭載することで、64chのMPPCを一台で読み出すことの出来る回路である。この回路により、MPPCの読み出し単価を1500円まで下げることが出来た。我々の最終目的はバリオン間相互作用の一般的理解であり、その中でもとりわけ重要なΣp間の研究をJ-PARCで行う予定であった。ところが、25年度6月にJ-PARCで放射能漏洩事故があり予定されていたビーム計画が白紙、および遅延となってしまった。そこで、私は博士論文のためにテーマを関連研究であるJ-PARC E10実験に移し、核中でのΣN相互作用の研究を行うことにした。その結果、核中でのΣN相互作用の性質が、原子核の構造に依存することがわかった。また、その結果を日本物理学会で報告した。(抄録なし)24年度の研究実施計画に於いて私は2つの異なった開発を計画していた。一つはbeamline fiber trackerの作成であり、もう一つは読み出し回路の開発である。本研究ではΣp散乱事象を高統計で得るために、20 Mpions/spillという非常に高強度な2次パイオンビームを必要とする。fibertrackerはこれまでビーム強度を制限してたMWPCに替わってビームライン上に設置され運動量解析に使用される。fibertracker無くしてはビーム強度を上げる事が出来ないため、本研究において必要不可欠な検出器である。6月にBeamline Fiber Tracker(BFT)を、12月にScattered FiberTracker(SFT)をそれぞれ開発した。これらをK1.8ビームライン上にインストールし性能試験を行うと同時に、production runの運動量解析にも使用された。BFT及びSFTのインストールによりJ-PARCE 10実験では12 Mpions/spillを達成した。BFT及びSFTの性能試験の結果、両方の検出共に20 Mpions/spillの条件下でも問題なく動作する事が分かった。ビームライン上の検出器に関しては24年度の実績により準備が完了した。読み出し回路の開発はfibertrackerを読み出すためのMPPC用回路と、PMTを読み出すためのDRS4チップを用いた回路に分ける事ができる。前者においては試作基板ではあるがFPGA用のfirmwareを整備しproduction runで使用するための十分な時間分解能と転送レートを達成した。DRS4チップを用いたPMT読み出し用回路に関しては新規に基板を設計し、前年度内に実際に製造し納品する事ができた。本回路は波形を取り込むタイプのQDCであり、同時にQDCの他にhigh resolution TDC及びdiscriminatorも搭載し、一台の基板でQDC、TDC、及びdiscriminatorの全ての機能を提供する事が出来る。本研究では大強度ビームを取り扱うためトリガーレートも3k/spillと高くなる見込みである。本回路はデッドタイムが10μ秒程度と非常に短く高速なDAQ読み出しが可能となる。また、本回路にはアナログバッファが搭載されており、既存のQDCを使用する際に必要となるアナログディレイが必要なくなる。これにより長大なディレイケーブルは不必要となり大幅な経費削減となる。

ところが、25年度6月にJ-PARCで放射能漏洩事故があり予定されていたビーム計画が白紙、および遅延となってしまった。そこで、私は博士論文のためにテーマを関連研究であるJ-PARC E10実験に移し、核中でのΣN相互作用の研究を行うことにした。その結果、核中でのΣN相互作用の性質が、原子核の構造に依存することがわかった。また、その結果を日本物理学会で報告した。fibertrackerの読み出し回路の開発に関して遅れが生じている。本来は前年度中に試験基板ではなく実運用するための本格的な基板を設計する予定であったが、fiber trackerを前年度中にインストールするために既存の試験基板で読み出す必要があった。そのためのFPGAファームウェアの整備に時間がかかり、新しい基板設計を行う時間を設ける事が出来なかった事が遅れの原因である。また、ビームライン上のfiber trackerの開発に手一杯で、標的を囲うfibertrackerシステムの開発が進んでいない。遅れが生じているfibertracker読み出し回路の開発を今年度の上半期中に終了させる。そのために最も優先度高く設定し作業を行う。また、前年度納品されたPMT読み出し用回路のFPGAファームウェアの実装を行う。検出器の開発としては上半期で標的を囲うfibertrackerの試験機の開発とビーム試験を行う。上半期で全ての性能を試験を行わなければならないため、陽子ビームとパイオンビームを用いて異なった試験内容の実験を合計3回行う。その結果を基に下半期で標的周りのfiber trackerの実機の開発を行う。(抄録なし)
新しい磁気記録媒体の試作と特性

本研究では、よりプラズマフリ-の状態で膜を形成するため、現在使用中のトロイダルプラズマ式スパッタ装置のプレ-ナリングタ-ゲット(以下タ-ゲットとする)電極を改良した。磁界の発生にはNdFeB永久磁石を用い、タ-ゲットの中心と外周に配置した。当初、タ-ゲットに純度99.9%,3mm厚のNdFeB合金を用いる予定であったが、作製が困難で価格が高いためにFeタ-ゲット上にNd,Bのチップを配置した同時スパッタ法を採用した。手初めとして、Arガス中でFeタ-ゲットを装着したときの装置の放電およびスパッタ特性を直流電力計を併用して測定した。新たな知見としは、まず磁石の材質・配置を変えたためにタ-ゲット上の平行な磁界成分が強くなり、高エネルギ-γ電子のサイクロイド運動がタ-ゲット全面で活発になり、封じ込めが完全になる。そのためにより低Arガス圧まで放電が持続すると考えていたが、実際には10mTorrであり、γ電子の封じ込めが磁界の水平成分の大小に依存しないことが明確になった。そこで電磁石で磁界を発生させ、タ-ゲット面に平行並びに垂直な磁界成分の働きをCoーCr,NiFe,CoZrNbなどのタ-ゲットを用いて調べた。その結果、垂直成分が平行成分よりも、つまりはγ電子の螺旋運動がサイクロイド運動よりも雰囲気ガスの電離に重要な働きをすることが明らかにされた。しかし、従来法よりはタ-ゲットの浸蝕領域が広くなり、安定な放電が持続し、タ-ゲット印加電圧が250Vと非常に低下した。このことは、垂直な磁界成分が増加するように磁石を配置すれば、高エネルギ-γ電子の封じ込めが強くなり、よりプラズマフリ-の状態で膜が形成できると考えてよい。また、プラズマポテンシャル測定装置を用いてタ-ゲット付近のプラズマポテンシャルを測定した結果、トロイダルプラズマの形成が確認された。今後、プラズマと膜の構造・特性との関係並びに記録媒体としての可能性について調べる。
鋼構造骨組と免震支承の性能設計と最適化のための詳細有限要素解析システムの開発

計算機技術と構造物の解析方法の発展により,地震が発生したときの建築物の挙動を詳細に予測できるようになった。本研究では,まず,免震支承が繰り返し変形したときの特性や,鉄骨建物の柱や梁が破断する挙動を高精度でシミュレートするための材料のモデルを開発し,そのパラメータを決定する方法や建物の変形を高精度で計測する方法を提案する。また,詳細な解析の結果を建築構造設計に利用するため,膨大なデータを分かりやすい形式に変換する手法を開発する。以上の目的を達成し,詳細な解析と最適化手法を統合することにより,骨組の耐震性能を向上させるシステムを開発する。
低温STMによる磁束格子の研究

本研究は磁場中の低温STMを用いて層状超伝導体2H-NbSe2の磁束格子の観察を行うことを目的としており、実際に観察に成功した。我々は非常にコンパクトで、14Tの超伝導磁石の中で動作する低温STMを製作した。このSTMを用いて2H-NbSe2についてSTS(Scanning Tunneling Spectroscopy)を行った。試料の2次元面内の各点の電流・電圧曲線のゼロバイアスにおける傾きは、試料の各点のフェルミレベル近くの状態密度を表す。このため磁束格子像を得るためには、磁場の下でのこの傾きを画像化すればよい。今回購入したデジタルストレージオシロスコープは、2次元面内の各点での電流・電圧曲線の観察、記録に用いた。観察は0.5Tから2.5Tの磁場の下で2.2Kで行った。0.5Tから2.5Tの磁場の下では三角格子を作る磁束格子を観察し、磁場の増加による、その格子間隔の減少を観察した。さらに磁場を増大させて3T以上にすると、ギャップ内での状態密度が増加してくるために、磁束格子を観察することはできなかった。一方0.5T以下では磁束量子の間隔が大きくなってくるが、我々の用いているピエゾ素子が、低温で動く範囲が小さくなるために、観察をすることができなかった。また今回測定を行った磁場の範囲では、以前にHessらに報告されているような低磁場での準粒子励起は観察されなかった。これらの問題点は、データのS/Nを上げることと低温でより大きく動くピエゾ素子を用いることにより解決可能である。またさらに低温に下げることによって、他の超伝導体(例えば重い電子系の物質)についても適用可能である。
サンゴと有孔虫の飼育実験による白亜紀末の生物絶滅現象の検討

白亜紀末(K/Pg)境界の生物絶滅現象については、石灰質殻を持つ円石藻類には大きな絶滅が見られたが、珪藻のグループへの影響は少なかったと考えられている。これは、「衝突の冬」による光合成阻害説よりも「硫酸雨による海洋酸性化説」と調和的である。この「硫酸雨による海洋酸性化説」は、海水の酸性度予測の定量性が高く、時間スケールも数ヶ月程度と短く、挑戦的研究の研究期間内に生物飼育培養実験手法による検証が可能であると考えて、本研究課題を申請した。まずサンゴ(ミドリイシ類の初期ポリプ)と有孔虫(サンゴ礁棲底生種)を対象にした予察的な飼育実験系の構築を目指して、予備的な検討を実施した。ミドリイシ類の初期ポリプの実験では、硫酸添加によりpHを8.0 (対照区)から7.2に至る5つの実験区を設定して、17日間の暴露実験を実施し、初期ポリプの面積を計測した。この間、3日おきに硫酸添加海水を交換して飼育環境の維持に努めた。硫酸添加量の増加とともに、わずかに面積が減少する傾向が認められた。今後、同様の実験を繰り返し実施して、現象の再現性を確認していく必要がある。さらに、白亜紀の海水組成を再現した飼育実験系を試みた。炭酸カルシウムの二酸化炭素ガスの注入下での溶解により、高全アルカリ度・低pHの海水を作成し、ミドリイシ類の初期ポリプの飼育を試みた。pHの安定化について、引き続き実験系の工夫が必要であり、今後の検討を進めることとした。概ね予定どおりに進捗している。計画2年目には、サンゴ(ミドリイシ類の初期ポリプ)と有孔虫(サンゴ礁棲底生種)を対象にして本格的な硫酸酸性化影響評価実験を実施する。特に、基本的な飼育環境の向上を目指して、照明の工夫なども検討していく予定である。試料数が予定よりも少なく、実験規模を縮小したため、次年度使用額が生じた。この研究費を活用して、次年度は、繰返試料を増やして、統計的にも有意差を得やすい実験に取り組む予定である。
ルテニウム2次元酸化物に圧力・磁場で誘起される新奇な量子状態

本研究の目的は,スーパークリーンな系であるRu214酸化物において,磁場・圧力で内部自由度を制御したとき現れる新奇量子凝縮相・現象を探索する.また,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度得られた具体的成果を以下に示す.(1)圧力誘起モット転移系Ca_2RuO_4の遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属と異方的強磁性(a)Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧でモット転移し,遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属となる.この様な2次元電子系での遍歴強磁性は他に例をみない.また,この強磁性の遍歴性は,典型的遍歴強磁性体MnSiと同程度である.(b)Ca_2RuO_4の強磁性はきわめて異方的である.磁化,磁気抵抗の測定から、異方性磁場を約10Tと見積もった.これはd電子系遍歴強磁性としては最大の磁気異方性である.このことは,通常,d電子系では軌道の効果は無視できるが,この系ではそれが重要であることを意味する.(c)この強磁性のT-cは,さらなる加圧で6GPa付近で最大約25Kとなった後,減少に転じ,9GPa付近で突然消失,量子相転移の存在を示唆する.今後,エキゾチックな超伝導の発見が期待される.(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究Sr_2Ru0_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.しかし,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sighstの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<l1>-C_<l2>)/2とC_<33>の飛びを観測,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.本研究の目的は,スーパークリーンな系のひとつRu214酸化物において,磁場・圧力で誘起される様々な新奇量子凝縮相や現象を探索する.そして,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度得られた具体的成果を以下に示す.(1)モット絶縁体Ca_2RuO_4の圧力による金属化と金属相での基底状態の探索(a)微小磁化測定用小型ピストンシリンダー圧力セルを開発し,10^<-3>emuの磁化測定を2GPaまで可能にした.その結果,圧力下Ca_2RuO_4で見られる強磁性の遍歴パラメータを決定した.また,この系の強磁性は10倍程度の異方性を持つ.この系は,2次元電子系で強磁性を示す初めて例であろう.(b)多重極端条件下(圧力4GPa,磁場14T,温度50mK)で使用可能な小型ピストンシリンダー型圧力装置を開発,交流磁化率,電気抵抗の測定を可能にした.その結果,加圧され金属と非金属の中間状態にあるCa_2RuO_4は,金属-絶縁体転移が磁場で誘起され,低温で150%の正の磁気抵抗を示すことがわかった.(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究Sr_2RuO_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.一方,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sigristの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<11>-C_<12>)/2とC_<33>の飛びを観測し,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.本研究の目的は,スーパークリーンな系であるRu214酸化物において,磁場・圧力で内部自由度を制御したとき現れる新奇量子凝縮相・現象を探索する.また,その状態の特異性を明らかにし,それらの発現機構の理解を進めることにある.今年度得られた具体的成果を以下に示す.(1)圧力誘起モット転移系Ca_2RuO_4の遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属と異方的強磁性(a)Ca_2RuO_4は0.5GPa以上の加圧でモット転移し,遍歴強磁性を基底状態とする2次元金属となる.この様な2次元電子系での遍歴強磁性は他に例をみない.また,この強磁性の遍歴性は,典型的遍歴強磁性体MnSiと同程度である.(b)Ca_2RuO_4の強磁性はきわめて異方的である.磁化,磁気抵抗の測定から、異方性磁場を約10Tと見積もった.これはd電子系遍歴強磁性としては最大の磁気異方性である.このことは,通常,d電子系では軌道の効果は無視できるが,この系ではそれが重要であることを意味する.

(c)この強磁性のT-cは,さらなる加圧で6GPa付近で最大約25Kとなった後,減少に転じ,9GPa付近で突然消失,量子相転移の存在を示唆する.今後,エキゾチックな超伝導の発見が期待される.(2)超音波を用いたSr_2RuO_4のスピントリプレット超伝導状態の研究Sr_2Ru0_4の超伝導はトリプレット状態にあると考えられているが,これを決定づける実験として,超音波による弾性定数の温度・磁場変化を測定した.その結果,磁化の温度・磁場相図に現れる磁場誘起超伝導相は確認できなかった.しかし,臨界点付近で弾性定数の温度・磁場依存性を詳しく調べ,M.Sighstの理論と比較した.その結果,トリプレット超伝導特有の現象である横波弾性率(C_<l1>-C_<l2>)/2とC_<33>の飛びを観測,Sr_2RuO_4の超伝導がトリプレット状態にあることを確認した.