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浅井L関数の岩澤理論的研究

(1) Harris-Soudry-Taylorのテータ関数の研究に一区切りをつけ,論文を投稿した.結果の一部としては,テータ関数のFourier係数が部分的には整となること,およびその法pでの非消滅条件を与えた.一方で, T. Bergerによるcohomologicalなテータ対応の研究でもその整性が示されている.今回の結果で得られた整性とBergerによる整性の整合性などについても考察を行なっている.(3) GL(3)やGL(3)×GL(2)などの場合について, p進L関数についての先行研究を精査し,その精密化のための要点をまとめた.とくにこれについて国際研究集会で概説講演を行い,当該分野の研究者と情報交換を行った.GL(3)やGL(3)×GL(2)などの特別な場合でも,精密なp進L関数が得られていない状況にあるが, p進浅井L関数の研究手法の応用が期待できるため,これらの研究にも着手した.(4)引き戻し公式の研究にも着手した.先行研究にある引き戻し公式の応用では,その補正項の取り扱いが困難な点だった.これについてp進L関数の構成の応用として解決する見通しをたてた.とくにGSp(4)×GL(2)のp進L関数の構成について,情報収集を行った.Harris-Soudry-Taylorのテータ関数についての論文を投稿したこと,研究課題の研究目標に挙げたp進浅井L関数の構成に一区切りつけられたことより,研究は“おおむね順調"とするのが妥当と判断した.p進L関数の構成,肥田族の構成に注力する.とくにp進L関数の構成については,当初研究目的に挙げた対象以外にも進展が望めそうな状況にある.ここに時間を割くことも妥当と考えている.また引き戻し公式による肥田族の構成にも着手する.前年度までの研究で, Harris-Taylor-Soudryによるテータ関数の内積公式を,スカラー値の場合に明示的に求めていたが,これのベクトル値の場合への拡張を考察した.次元の小さな場合には,明示公式を得ることができ,また一般の次元についても明示公式の予想を立てることができた.予想の証明には至らなかったものの,この予想は,このテータ関数の岩澤理論への有用性を示唆している.またこのテータ関数に対し, Bessel周期を調べることで,あるフーリエ係数の整性とあるL関数の整性が整合的であることも確かめた.とくにこの整合性により,テータ関数の法pでの非自明性をL関数の法pでの非自明性に帰着出来た.これらの結果は,一編の論文としてまとめた.p進L関数について,研究を進めた.まず浅井L関数のp進化について,考察した. p進化の存在は, B. BalasubramanyamおよびD, Loeffler-C. Williamsにより,弱い形では得られている.既知の結果では未解決な部分として,まず浅井L関数を与えるゼータ積分の無限素点での値を詳しく調べた.とくにE. Ghateの結果をadelicに書き換え,より扱いやすい形で無限素点での明示公式を得た.またB. Balasubramanyamとは同じ手法だが,ゼータ積分のテスト関数を取り換えることで,素点pでの明示的な公式もいくつか得た.B. Balasubramanyamの明示公式が期待されるものとやや異なるため,これらの明示公式のうち,より適切なものを選択することが,この研究の今後の要点となる.またGL(3)×GL(2)のp進L関数についても考察した.一般にGL(n+1)×GL(n)の場合には, F. Januszewskiによる結果がよく知られているが, n=2の場合にはこの結果の精密化の見通しを立てることが出来た.明示公式を得るまでには至らなかったものの,局所積分の計算および予想,明示的なEichler-志村同型の構成など,研究の要点をまとめた.Harris-Soudry-Taylorによるテータ関数の研究に対し,進展があったこと,またYosidaによるテータ関数の研究に関する論文が受理されたこと, p進L関数の研究に着手したことなどから,研究は“おおむね順調"とするのが妥当と判断した.(1) Harris-Soudry-Taylorのテータ関数の研究に一区切りをつけ,論文を投稿した.結果の一部としては,テータ関数のFourier係数が部分的には整となること,およびその法pでの非消滅条件を与えた.一方で, T. Bergerによるcohomologicalなテータ対応の研究でもその整性が示されている.今回の結果で得られた整性とBergerによる整性の整合性などについても考察を行なっている.(3) GL(3)やGL(3)×GL(2)などの場合について, p進L関数についての先行研究を精査し,その精密化のための要点をまとめた.とくにこれについて国際研究集会で概説講演を行い,当該分野の研究者と情報交換を行った.GL(3)やGL(3)×GL(2)などの特別な場合でも,精密なp進L関数が得られていない状況にあるが, p進浅井L関数の研究手法の応用が期待できるため,これらの研究にも着手した.(4)引き戻し公式の研究にも着手した.先行研究にある引き戻し公式の応用では,その補正項の取り扱いが困難な点だった.これについてp進L関数の構成の応用として解決する見通しをたてた.とくにGSp(4)×GL(2)のp進L関数の構成について,情報収集を行った.

Harris-Soudry-Taylorのテータ関数についての論文を投稿したこと,研究課題の研究目標に挙げたp進浅井L関数の構成に一区切りつけられたことより,研究は“おおむね順調"とするのが妥当と判断した.p進L関数,肥田族の構成に注力する. p進L関数については,現在までの研究で要点をまとめることが出来ているので,これを進める.Yosidaによるテータ関数の研究に一区切りつけられたため,さらに深い研究へ向かう.とくに肥田族の構成に着手することが,妥当な研究方針であると考えている.p進L関数の構成,肥田族の構成に注力する.とくにp進L関数の構成については,当初研究目的に挙げた対象以外にも進展が望めそうな状況にある.ここに時間を割くことも妥当と考えている.また引き戻し公式による肥田族の構成にも着手する.すでに次年度については複数の海外出張を行う予定である.そのため前年度と比較し,次年度は支出がやや増える公算である.前年度の未使用額と次年度の研究計画から,未使用額を次年度の旅費に補填する.予想より航空券を安く購入出来たため,出張費を抑えることが出来た.次年度はすでに複数の海外出張が決まっているため,次年度使用経費は,このための出張費に充てたい.
ダイアンソウイルス複製酵素成分の機能解析

本研究では、3つの課題について研究を行った。1)ダイアンソウイルスウイルスの複製に関与するウイルスRNAのシス因子の解析。2)ウイルスゲノムRNAのin vitro複製系の構築。3)ウイルスの複製に関与する27kDと88kDタンパク質の様々な領域に対するポリクローナル抗体の作製。成果の概要:(1)レッドクローバーネクロティックモザイクダイアンソウイルス(RCNMV-カナダ株)の遺伝子操作系を構築し、in vitro転写RNAのプロトプラストへの感染系を確立した。さらに、接種条件の改良とRNA検出プローブの改良によりサブゲノムRNAとマイナス鎖RNAの効率的な検出に成功した。(2)カナダ株の温度感受性(17°Cでは宿主植物に全身感染できるが、22°Cでは接種葉にも感染できない)が一細胞レベルでのRNA複製過程にあることを明らかにした。(3)温度感受性を示さないオーストラリア株とカナダ株の間で作成したリコンビナントウイルス及びキメラウイルスの解析から、カナダ株の温度感受性は、ゲノムRNA1とRNA2のうちRNA1が支配していること、さらにRNA1の3'非翻訳領域が関与していることを明らかにした。(4)複製酵素成分タンパク質p27とp88を特異的に検出できるポリクローナル抗体を作成した。(5)ウイルス感染プロトプラストから活性の高い感染特異的RNA合成酵素画分を得ることに成功した。(6)RNA合成酵素画分でのRNA合成活性が温度の影響を受けなかったことからRNA複製の温度感受性はRNA合成の伸長過程以外、特に認識の初期段階であることが示唆された。特に大きな成果は、プロトプラストからの鋳型依存性可溶化酵素を容易に調製できる系を確立したことと、ウイルスゲノムRNAの3'非翻訳領域の塩基配列がRNA複製の温度感受性を決定していることを明らかにしたことで、複製酵素と相互作用するRNA構造の解明の解明が可能になったことである。RNA複製酵素成分と考えられる27kDタンパク質とそのフレームシフト翻訳産物である88kDタンパク質に特異的に反応する抗体を作製するため、まず、27kD ORF3'側約550bpとフレームシフト下流54kD ORF3'側約300bpに対応するポリペプチドをヒスチジンタグを付加して大腸菌で発現できるプラスミドをpET15bを用いて作製した。これらの融合タンパク質の大腸菌での発現条件と融合タンパク質が不溶性であること、また、尿素で可溶化できることを明らかにした。RCNMV-Can感染植物(インゲン、Nicotiana clevelandii、、N.benthamiana)から膜結合複製酵素画分を抽出する条件を調べた。酵素活性は、接種2日後で最も高く、その後急激に低下した。接種2日後の感染葉から抽出した本酵素画分でのRNA合成は温度感受性を示さず、RCNMV-CanのRNA複製における温度感受性は、RNA合成のelongationの過程でないことが示唆された。現在、鋳型依存性の酵素を得るための条件とプロトプラストの感染条件およびさらに高い活性をもつ酵素の抽出条件を調べている。2)ウイルスの複製に関与する27kDと88kDタンパク質の様々な領域に対するポリクローナル抗体の作製。3)ウイルスゲノムRNAのin vitro複製系の構築。成果の概要:1)レッドクローバーネクロティックモザイクダイアンソウイルス(RCNMV-カナダ株)の遺伝子操作系を構築し、in vitro転写RNAのプロトプラストへの感染系を確立した。

カナダ株の温度感受性(17°Cでは宿主植物に全身感染できるが、22°Cでは接種葉にも感染できない)が一細胞レベルでのRNA複製過程にあることを明らかにした。温度感受性を示さないオーストラリア株とカナダ株の間で作成したリコンビナントウイルス及びキメラウイルスの解析から、カナダ株の温度感受性は、ゲノムRNA1とRNA2のうちRNA1が支配していること、さらにRNA1の3'非翻訳領域が関与していることを明らかにした。2)複製酵素成分タンパク質p27とp88を特異的に検出できるポリクローナル抗体を作成した。3)ウイルス感染プロトプラストから活性の高い感染特異的RNA合成酵素画分を得ることに成功した。RNA合成酵素画分でのRNA合成活性が温度の影響を受けなかったことからRNA複製の温度感受性はRNA合成の伸長過程以外、特に認識の初期段階であることが示唆された。特に大きな成果は、プロトプラストからの鋳型依存性可溶化酵素を容易に調製できる系を確立したことと、ウイルスゲノムRNAの3'非翻訳領域の塩基配列がRNA複製の温度感受性を決定していることを明らかにしたことで、複製酵素と相互作用するRNA構造の解明の解明が可能になったことである。
Ｊ－ＰＡＲＣでのバンチ化中性子と大口径ＴＰＣを用いた世界最高精度の中性子寿命測定

本研究は、加速器で生成された中性子を用いての寿命測定実験であり、これは世界で初めての試みである。既存の中性子寿命を決定している他実験と独立な手法を用いることにより、これまでに問題となっていた系統誤差の要因を排除した高精度な寿命測定が期待されている。本年度は大強度陽子加速器施設(J-PARC)でビームを用いた物理測定を行い、統計精度O(1)%精度のデータを取得し最初の物理成果を2017年度秋の学会にて報告した。J-PARCの運転強度が予定されていたものよりも低い状態で推移したため、期待していた統計量を取得するために2017年夏以降もデータ取得を継続中である。さらに系統誤差の改善のため2017年11月に運転時の検出器ガス圧を50kPaに設定した物理測定の取得をおこなった。これは現状の100kPa運転時に課題となっていた、中性子が運転ガスにより散乱されることに伴う背景事象を低減するための試みであり、運転ガス圧に比例してこの背景事象は減少すると期待される。測定を通して中性子の散乱数が半減していることを確認したことにとどまらず、100kPaと同じく解析手法の最適化を行い、最終的にO(1)%精度の中性子寿命を決定するに至った。この値に関しては2018年春の学会にて報告を行った。本研究はさらなる精度向上のため、ビーム径の拡大を通した統計面での改善と、より低ガス圧での運転を通した系統誤差の改善を通して、最終的には0.1%精度での中性子寿命測定を実現する。低ガス圧での運転に関する検出器のアップグレードが現在進行中であり、2018年度には新たに開発した低発熱のアンプを使用した低ガス圧での運転が実現できると予定である。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は大強度陽子加速器施設(J-PARC)でビームを用いた物理測定を行い、統計誤差0(1)%精度のデータを取得した。現在このデータの解析をコラボレーション内で協力しつつ実行しており、2016年度中の値公開を目標としている。当初計画していた物理データの取得量に対しては2015年5月のJ-PARC運転停止に伴い、予定を達することはできなかったが、限られたビームタイムの中で必要最低限のデータ取得は実施できた。また、ビームタイムが制限されたことにより新検出器の開発に向けた基礎データ取得もままならない状況となってしまったが、新しい読み出しシステム(ASICを用いた低発熱アンプの利用)のテストのためのシステムを九州大学に構築し、現在アンプの性能評価を行っている。また並行して新検出器のシミュレーションを用いた評価も実行しており検出効率や背景事象低減能力について計算を行っている。本研究はこれまでの中性子寿命を決定してきた既存の手法間で生じていた差異を検証し、高精度で中性子の寿命を決定することを目的としており、これまでの実験からo(1)%精度での物理データを取得することができた。ビーム運転の中止はあったものの検出器及びビームラインの運転は良好に実施されており、ビームタイムが確保されればさらに統計を得ることが期待できる。今後はo(0.1)%精度での寿命決定を目指し検出器のアップグレードを行っていく。本年度初めはJ-PARCにて中性子寿命測定を行い、1%精度の統計量となる物理データの取得に携わった。しかしながら、4月末にJ-PARC/MLFターゲットでの冷却水漏出により5月以降の運転が停止したため、実際に取得した統計量は2%精度のものとなった。そこで2014年に取得したデータと合わせて1%精度の統計量とし、この物理データの解析を行った。その中でも私は、モンテカルロシミュレーションを用いての中性子崩壊による事象の検出効率導出と、このモンテカルロシミュレーションにより検出効率を決定する際の系統誤差の見積もりを行った。物理データの解析に携わりつつ、新TPC開発のための研究も並行して行った。0.1%精度での中性子寿命測定実験に向けて、新TPC開発に必要な要件は、大型化・低ガス圧化が必要であるとコラボレーション間で合意が得られたため、これらに対する研究を遂行した。大型化に関しては、中性子をバンチ化するSpin Flip Chopper(SFC)の大型化に伴い、ビーム径が現在の約8倍に拡大することを踏まえ、受け入れ側であるTPCの大型化の必要性を検証した。ビーム導入口の拡大は必要不可欠であることが判明し、それに伴う新TPCの設計変更を進めている。低ガス圧に関しては発熱量の少ないアンプの実装が必要不可欠であり、8ch ASICプリアンプ(GTARN)を用いた読み出しシステムの開発を実施中である。読み出し系の開発のために、九州大学に小型のMWPCシステムを構築し現在これを用いて新アンプの性能評価と読み出しシステムの評価を行っている。年度初頭に起きたJ-PARCでの冷却水漏出により、本年度の計画に関して変更を余儀なくされる部分があったが、研究は概ね良好に進展しており、新TPCの開発などの0.1%精度での寿命測定実験のために必要な研究を進めることができた。

既存の中性子寿命を決定している他実験と独立な手法を用いることにより、これまでに問題となっていた系統誤差の要因を排除した高精度な寿命測定が期待されている。本年度は大強度陽子加速器施設(J-PARC)でビームを用いた物理測定を行い、統計精度O(1)%精度のデータを取得した。現在このデータの解析をコラボレーション内で協力しつつ実行しており、現在は解析の最終段階に至っている。最初の物理成果は2017年度中に報告する予定である。現在J-PARCの運転強度が予定されていたものよりも低い状態であるため、統計量としてのハンデがあるが、解析手法の確立、系統誤差の洗い直しの評価が進行しており、2017年夏以降に予定されているビーム強度増強に伴い1%を切る精度での寿命測定実験が可能になると考えられる。本研究はこれまでの中性子寿命を決定してきた既存の手法間で生じていた差異を検証し、高精度で中性子の寿命を決定することを目的としており、これまでの実験からO(1)%精度での物理データを取得することができた。今後はO(0.1)%精度での寿命決定を目指し、検出器・ビーム輸送系のアップグレードを行っていく予定である。アップグレードの基本方針としては統計量確保のためのビーム径の大型化、背景事象低減と系統誤差の低減のための低ガス圧化が基本方針となっており、来年度はこの方針に基づいた計画で実験を進めていく予定である。昨年度のシャットダウンからJ-PARCのビーム強度が制限されてしまったため、当初計画していた統計量を確保するためにビーム運転期間を延ばす必要があった。しかし、本年度46月にかけて取得した物理データでO(1)%の統計精度を達成することができた。また解析も現在順調に進行中であり、2017年度中に結果を報告できると考えている。今後は0.1%精度での寿命測定実験のためにアップグレードを進行させる予定である。基本方針となった低ガス圧化・ビームの大型化については、既に研究が進行中であり、特に低ガス圧化に関しては、低ガス圧運転を実現するためにASICを用いた低発熱のアンプの開発を行った。評価基板を用いてゲインと発熱、クロストーク量などを見積もり、要求を満たしていたため、実機用基板の少数制作し、実機上での評価を始めている。また、併せて現在の検出器を用いた状態で低ガス圧運転をテストしており、現在の動作ガス圧の1/4までは問題なく動作させる事が可能であることを示した。来年度は現在一部しか制作していないアンプを必要な全体数制作し、実機に組み込み試運転を行うことを予定している。2017年度後期にはJ-PARCのビーム強度が向上するため、ビームの大型化と併せて0.1%精度に向けた測定が可能となると考えている。本研究は、加速器で生成された中性子を用いての寿命測定実験であり、これは世界で初めての試みである。本年度は大強度陽子加速器施設(J-PARC)でビームを用いた物理測定を行い、統計精度O(1)%精度のデータを取得し最初の物理成果を2017年度秋の学会にて報告した。
運動系の分子生物学的機構, 運動系の発達とその異常-運動制御の物質的過程-

昭和62年度研究実績を箇条書きにする.1.終液ボリグラフを用いて各種基底核疾患を解析し,粗体動,筋撃縮, REMがそれぞれ異なった基底核の系で支配されることを明かにした.2.神経細胞の特異的マーカーであるCalcineurinを免疫組織化学的に染色することにより脳発育の過程における運動系神経細胞の陽性化を部位別に検討した.陽性化と機能発現の相関が今後の検討課題と思われる.3.AraCによる小脳形成異常を作製しsynaptogenesisの障害が小脳構築の異常を惹起していることを明かにした.4.胎内感染,先天代謝異常,周生期障害それぞれの具体例について,分子生物学レベルでのウィルス学的,生化学的,生理学的検討を行なった.5.ミトコンドリヤ異常症,および実験的ミトコンドリや阻害にみられる骨格筋ミトコンドリヤの変化を主として走査電顕により観察し,疾患と実験での異同や,形態学的変化の過程を明らかにした.6.Menkes病マウスにおいて,サイトクロームCオキシダーゼを組織化学的に追究し,脳内での染色性,同静脈投与による変化を明らかにした.7.Krabbe病の脱髄過程解明のため,マウス脊髄神経節細胞や,培養線維芽細胞に対するサイコシンの神経毒性を調べた.8.スフィンゴシンをH3でラベルしたサイコシン等を用い, Krabbe病皮膚線維芽細胞でのサイコシン蓄積のメカニズムを明かにした.9.成人病Gm1ガンクリオシドーシスの解剖肝よりβ-galactosidaseを精製し,正常肝よりのものとの分子レベルでの異同を明らかにした.10.グリオーマ細胞(C6)の産出するtrophicfactorのラット胎児脳神経細胞に対する作用を検討し,形態学的増殖作用のほか, Ca上昇やリン酸化促進など生化学的作用を明らかにした.昭和62年度研究実績を箇条書きにする.1.終液ボリグラフを用いて各種基底核疾患を解析し,粗体動,筋撃縮, REMがそれぞれ異なった基底核の系で支配されることを明かにした.2.神経細胞の特異的マーカーであるCalcineurinを免疫組織化学的に染色することにより脳発育の過程における運動系神経細胞の陽性化を部位別に検討した.陽性化と機能発現の相関が今後の検討課題と思われる.3.AraCによる小脳形成異常を作製しsynaptogenesisの障害が小脳構築の異常を惹起していることを明かにした.4.胎内感染,先天代謝異常,周生期障害それぞれの具体例について,分子生物学レベルでのウィルス学的,生化学的,生理学的検討を行なった.5.ミトコンドリヤ異常症,および実験的ミトコンドリや阻害にみられる骨格筋ミトコンドリヤの変化を主として走査電顕により観察し,疾患と実験での異同や,形態学的変化の過程を明らかにした.6.Menkes病マウスにおいて,サイトクロームCオキシダーゼを組織化学的に追究し,脳内での染色性,同静脈投与による変化を明らかにした.7.Krabbe病の脱髄過程解明のため,マウス脊髄神経節細胞や,培養線維芽細胞に対するサイコシンの神経毒性を調べた.8.スフィンゴシンをH3でラベルしたサイコシン等を用い, Krabbe病皮膚線維芽細胞でのサイコシン蓄積のメカニズムを明かにした.9.成人病Gm1ガンクリオシドーシスの解剖肝よりβ-galactosidaseを精製し,正常肝よりのものとの分子レベルでの異同を明らかにした.10.グリオーマ細胞(C6)の産出するtrophicfactorのラット胎児脳神経細胞に対する作用を検討し,形態学的増殖作用のほか, Ca上昇やリン酸化促進など生化学的作用を明らかにした.
格子振動の第一原理的計算と圧力誘起超伝導に関する理論的研究

固体ヨウ素および臭素の高圧FCC相における電子状態、電子格子相互作用、格子振動、超伝導の圧力依存性を第一原理的および半経験的手法に基づいて調べ、次の成果を得た.1.得られた電子帯構造は、3個のホールフェルミ面をもっており、従って固体ヨウ素・臭素は典型的なホール金属である.フェルミエネルギーにおける状態密度N (E_F)は圧力とともに減少する.2.強束縛法で電子帯構造を再現するようにトランスファーエネルギーおよびその距離微分を定める方法で評価した電子格子相互作用は圧力とともに急激に増加する傾向を示す.3.フルポテンシャルLAPWに基づくフローズンフォノン法を用いてブリルアンゾーン(BZ)のX点における縦(L)および横(T)フォノンモードの振動数を第一原理的に計算した.得られた振動数は加圧によりハードニングを示す:例えばヨウ素では、45GPaでω_L=231cm^<-1>、ω_T=159cm^<-1>、64GPaでω_L=260cm^<-1>、ω_T=179cm^<-1>である.4. BZ全体の格子振動を、強束縛法で求めた電子格子相互作用を考慮しさらに最隣接原子間の原子間力をフローズンフォノン法で計算したX点の振動数を再現するように定めることにより求めた.得られたフォノンスペクトルから、フォノン振動数の平均値〈ω〉およびフォノン振動数の2乗の平均値〈ω^2〉を計算した結果、圧力増加とともにどちらも著しく増加する.5.無次元電子格子結合係数(].SU.[)(MはIまたはBr原子の質量、〈ζ^2〉は電子格子結合係数の2乗のフェルミ面上での平均値)の値は加圧で減少する.その結果、超伝導転移温度T_Cも圧力増加とともに減少する.λが加圧で小さくなるのは、N (E_F)〈ζ^2〉よりも〈ω^2〉の方が加圧による増加が大きいためである.T_Cの値は1K程度で実験値と同程度であるが、その圧力依存性は固体ヨウ素の実験結果と逆の傾向である.この不一致を克服するためには電子格子相互作用の真に第一原理的な評価が必要であると思われる.固体ヨウ素および臭素の高圧FCC相における電子状態、電子格子相互作用、格子振動、超伝導の圧力依存性を第一原理的および半経験的手法に基づいて調べ、次の成果を得た.1.得られた電子帯構造は、3個のホールフェルミ面をもっており、従って固体ヨウ素・臭素は典型的なホール金属である.フェルミエネルギーにおける状態密度N (E_F)は圧力とともに減少する.2.強束縛法で電子帯構造を再現するようにトランスファーエネルギーおよびその距離微分を定める方法で評価した電子格子相互作用は圧力とともに急激に増加する傾向を示す.3.フルポテンシャルLAPWに基づくフローズンフォノン法を用いてブリルアンゾーン(BZ)のX点における縦(L)および横(T)フォノンモードの振動数を第一原理的に計算した.得られた振動数は加圧によりハードニングを示す:例えばヨウ素では、45GPaでω_L=231cm^<-1>、ω_T=159cm^<-1>、64GPaでω_L=260cm^<-1>、ω_T=179cm^<-1>である.4. BZ全体の格子振動を、強束縛法で求めた電子格子相互作用を考慮しさらに最隣接原子間の原子間力をフローズンフォノン法で計算したX点の振動数を再現するように定めることにより求めた.得られたフォノンスペクトルから、フォノン振動数の平均値〈ω〉およびフォノン振動数の2乗の平均値〈ω^2〉を計算した結果、圧力増加とともにどちらも著しく増加する.5.無次元電子格子結合係数(].SU.[)(MはIまたはBr原子の質量、〈ζ^2〉は電子格子結合係数の2乗のフェルミ面上での平均値)の値は加圧で減少する.その結果、超伝導転移温度T_Cも圧力増加とともに減少する.λが加圧で小さくなるのは、N (E_F)〈ζ^2〉よりも〈ω^2〉の方が加圧による増加が大きいためである.T_Cの値は1K程度で実験値と同程度であるが、その圧力依存性は固体ヨウ素の実験結果と逆の傾向である.この不一致を克服するためには電子格子相互作用の真に第一原理的な評価が必要であると思われる.1.良く知られたAlやSiのフォノンを計算することにより、我々のフルポテンシャルLAPW(FLAPW)のプログラムを用いたフローズンフォノン(FP)法が有効であることを確認した。次に、スピネル化合物では最高のT_cをもつ超伝導体LiTi_2O_4のA_<1g>フォノンの振動数と寿命をFP法で計算することに成功し、LiTi_2O_4の超伝導特性を微視的に解明することに成功した.2.固体ヨウ素の高圧金属相(FCC構造)における電子帯構造を体積の関数としてFLAPW法で計算を行った.全エネルギーの計算から定めた圧力と体積の関係は実験結果を良く再現する.また、得られた電子帯構造を用いて求めたホール係数は実験と比較的良い対応を示す(符号が正で大きさはほぼ実験値の半分程度).ただし、ホール係数の圧力効果としては加圧とともに減少する傾向が得られ、これは実験と逆方向の変化である.

3.強束縛法で電子帯構造を再現するようにトランスファーエネルギーおよびその距離微分を定める方法で評価したFCC固体ヨウ素の電子格子相互作用は圧力とともに急激に増加する傾向を示す.従って、加圧で超伝導転移温度が上昇する可能性がある.4.FP法により、固体ヨウ素のX-点におけるフォノンのエネルギーを信頼できる精度で求めることに成功した.64GPaにおける縦モード、横モードの振動数はそれざれω_L=266cm^<-1>、ω_T=189cm^<-1>であり、これらは加圧によりハードニングを示す.1.フルポテンシャルLAPWに基づくフローズンフォノン法を用いてブリルアンゾーン(BZ)のX点における縦および横フォノンモードの振動数を第一原理的に計算した.得られた振動数は加圧によりハードニングを示す:45GPaでω_L=231cm^<-1>、ω_T=159cm^<-1>、64GPaでω_L=260cm^<-1>、ω_T=179cm^<-1>.2.BZ全体の格子振動を、強束縛法で求めた電子格子相互作用を考慮しさらに最隣接原子間の原子間力をフローズンフォノン法で計算したX点の振動数を再現するように定めることにより求めた.得られたフォノンスペクトルから、フォノン振動数の平均値〈ω〉およびフォノン振動数の2乗の平均値〈ω^2〉を計算した結果、圧力増加とともにどちらも著しく増加する.3.無次元電子格子結合係数λ=(N(E_F)〈ξ^2〉)/(M〈ω^2〉)(Mはヨウ素原子の質量、N(E_F)はフェルミエネルギーE_Fにおける状態密度,〈ξ^2〉は電子格子結合係数の2乗のフェルミ面上での平均値)の値は加圧で減少する.その結果、超伝導転移温度も圧力増加とともに減少する.これは、実験で測定された転移温度の圧力依存性と逆の傾向である.λが加圧で小さくなるのは、N(E_F)〈ξ^2〉よりも〈ω^2)の方が加圧による増加が大きいためである.理論と実験との不一致を克服するためには電子格子相互作用の真に第一原理的な評価が必要であることを示唆する.1.固体臭素の高圧金属相(FCC構造)における電子帯構造を体積の関数としてFLAPW法で計算を行った.全エネルギーの計算から圧力と体積の関係は定めた.2.強束縛法で電子帯構造を再現するようにトランスファーエネルギーおよびその距離微分を定める方法で評価したFCC固体臭素の電子格子相互作用は圧力とともに急激に増加する.3.FLAPWに基づくフローズンフォノン法を用いてブリルアンゾーン(BZ)のX点における縦および横フォノンモードの振動数を第一原理的に計算した.得られた振動数は加圧によりハードニングを示す.BZ全体の格子振動を、強束縛法で求めた電子格子相互作用を考慮しさらに最隣接原子間の原子間力をフローズンフォノン法で計算したX点の振動数を再現するように定めることにより求めた.得られたフォノンスペクトルから、フォノン振動数およびその2乗の平均値〈ω〉と〈ω^2〉を計算した結果、圧力増加とともにどちらも著しく増加する.4.無次元電子格子結合係数λ=(N(E_F)〈ξ^2〉)/(M〈ω^2〉)(MはBrの質量、N(E_F)はフェルミエネルギーにおける状態密度、〈ξ^2〉は電子格子結合係数の2乗フェルミ面上での平均値)の値は加圧で減少する.その結果、超伝導転移温度T_cも圧力増加とともに減少する.T_cの値は1K程度である.2、3、4の結果は固体ヨウ素の場合と同じ傾向を示している.
非線形偏微分方程式の粘性解とその応用の研究

1階非線形偏微分方程式,2階非線形楕円型及び放物型偏微分方程式の弱解の存在,一意性およびその応用について研究した.特に,最大値原理に基づいて定義される微分方程式の弱解=粘性解の理論及び応用について研究した.以下研究成果を箇条書きにして説明する.1.非線形放物型方程式Allen-Cahn方程式について,その数値計算への応用およびその相互作用のある無限粒子系モデルにおける相転移の研究との関連において,空間変数の離散近似問題を研究し,本来の連続問題に対するEvans,Soner,Souganidisによる内部遷移層の平均曲率流への収束の結果に対応する結果を離散近似問題の場合に得た.2.Allen-Cahn方程式のような半線形放物型方程式について,非線形項がsin関数のような周期関数である場合に適当なスケーリングにより解が,すべての等高面が平均曲率流であるような関数に収束することを示した.関連した結果が最近Jerrardにより得られている.3.Bence,Merriman,OscherのアルゴリズムやGriffeath等による閾値ダイナミクッス法を研究し,その一般化による曲面の非等方的平均曲率流の近似スキームの構成とその収束,また曲面の時間発展の速度が曲面の方向の関数であり曲率には依存しない場合に付いても近似スキームの構成と収束を示した.更に,このような曲面の時間発展に対して,対応するWulffクリスタルに漸近的に相似であることを証明した.4.Hamilton-Jacobi方程式に対するエルゴード問題あるいは対応する最適制御問題に対するエルゴード問題について,エルゴード・アトラクターの特徴付けを研究し,いくつかの新しい特徴付けに関する結果を得た.以上の結果はすべて粘性解の概念を本質的に使って得られた.今後も粘性解を利用した偏微分方程式の研究が重要であり,活発な研究が期待される.1階非線形偏微分方程式,2階非線形楕円型及び放物型偏微分方程式の弱解の存在,一意性およびその応用について研究した.特に,最大値原理に基づいて定義される微分方程式の弱解=粘性解の理論及び応用について研究した.以下研究成果を箇条書きにして説明する.1.非線形放物型方程式Allen-Cahn方程式について,その数値計算への応用およびその相互作用のある無限粒子系モデルにおける相転移の研究との関連において,空間変数の離散近似問題を研究し,本来の連続問題に対するEvans,Soner,Souganidisによる内部遷移層の平均曲率流への収束の結果に対応する結果を離散近似問題の場合に得た.2.Allen-Cahn方程式のような半線形放物型方程式について,非線形項がsin関数のような周期関数である場合に適当なスケーリングにより解が,すべての等高面が平均曲率流であるような関数に収束することを示した.関連した結果が最近Jerrardにより得られている.3.Bence,Merriman,OscherのアルゴリズムやGriffeath等による閾値ダイナミクッス法を研究し,その一般化による曲面の非等方的平均曲率流の近似スキームの構成とその収束,また曲面の時間発展の速度が曲面の方向の関数であり曲率には依存しない場合に付いても近似スキームの構成と収束を示した.更に,このような曲面の時間発展に対して,対応するWulffクリスタルに漸近的に相似であることを証明した.4.Hamilton-Jacobi方程式に対するエルゴード問題あるいは対応する最適制御問題に対するエルゴード問題について,エルゴード・アトラクターの特徴付けを研究し,いくつかの新しい特徴付けに関する結果を得た.以上の結果はすべて粘性解の概念を本質的に使って得られた.今後も粘性解を利用した偏微分方程式の研究が重要であり,活発な研究が期待される.
アジア・太平洋地域における自然災害への社会対応に関する民族誌的研究

本プロジェクトは、アジア・太平洋地域における自然災害への社会対応について、1.災害後の復旧・復興プロセスと、2.将来の災害リスクの軽減化(減災力)を図るプロセス、の二つの局面に民族誌的アプローチを試みたものである。2004年10月の新潟県中越地震災害と12月のインド洋地震津波災害の発生によって、当初の研究実施計画に若干の変更が生じたが、以下の成果を得た。1については、アイタペ津波災害(1998年)・マルマラ地震災害(1999年)・インド西部地震(2001年)・インド洋地震津波災害(2004年)・バングラデシュの常襲洪水災害の被災地を調査し、(1)NGOは緊急対応期から復旧・復興期にいたるまで活発な活動を展開しているが、災害以前の当該地域での活動の有無、政府機関や国際機関との関係の在り方によって、その活動の内容と住民からの評価にかなりの格差を見せていること、(2)流出や水没による土地喪失者や借家人は、持家人に比べて恒久住宅への入居をはじめとした住宅再建補償が受けにくい状況にあること、(3)被災者へ支給される仮設住宅や恒久住宅は、時には生存戦略として居住し続けられたり、転売されたりすること、(4)被災者の居住地移転は、住民の転職や土地権問題などもあり、長期的な実態調査によって評価されるべきであることなどが明らかとなった。2については、フィリピン、マリキナ市地震防災計画の策定から政策の実施に関わりながらの調査を実施し、行政側の強力なプロジェクト推進力は先進的な施策はフィリピンにおけるモデルとなったが、コミュニティレベルでの防災や防災教育など、住民を主体とする活動の立ち遅れを引き起こしていることを具体的に明らかとした。対象地域の今後の動向については、社会的脆弱性や防災力・減災力の育成に焦点を当て、今後もできるかぎり継続調査を実施する計画である。(1)災害後の復旧・復興プロセス、(2)将来の災害リスクの軽減化を図るプロセス、の二つに整理して示す。(1)牧と佐藤は、インドネシア・フローレス島で1992年の津波被災地の復興過程と、バジャウ族とブギス族の居住地分布と居住様式に関する調査を実施し、バジャウ族の移動の実態を明らかとした。林はパプアニューギニアで、アイタペ津波とラバウル火山噴火の被災地調査を行い、前者では住民の自主的な道路建設の実態と、後者では火山の観光資源化の動きを把握した。村上はトルコ共和国イズミット市その他で、マルマラ地震被災地における児童保護を中心とした社会福祉サービスと復興支援のNGO活動について調査した。前者に関しては、社会福祉局による災害遺児対策が、親族による遺児引き取りによって、ほとんど利用されなかった実態と、後者については、法的支援を受けられない借家住民が、協同組合方式による住宅再建のための運動を展開している実態を把握した。三尾は2001年のグジャラート地震被災地の復興に関して、州都アーメダバードその他で調査を実施し、翌年に発生したヒンドゥー教徒とムスリム間の騒擾と虐殺への社会科学者の強い関心に比べ、地震災害に関しての社会的・学問的関心の低さが顕著であることが明らかとなり、インド経済の一翼を担うアーメダバードの防災を考える上でも重要課題であることが明らかとなった。なおグジャラート地震災害については、金谷(研究協力者)によるブジ市の染色工房で働く女性に焦点を当てた調査によって補完された。高田は、バングラデシュのダッカで調査を実施し、洪水災害の一因として土砂不法採取が問題となっていることを明らかとした。

(2)玉置と田中は、フィリピンのマリキナ市で、EqTAPによる地震防災プロジェクトの成果を住民レベルに浸透させるための検討を市担当者と行うと同時に、住民への災害体験に関するインタビューを実施した。1災害後の復旧・復興プロセス、2将来の災害リスクの軽減化を図るプロセス、の二つに整理して示す。1牧は、2004年12月に発生したインド洋地震津波災害の被災地であるインドネシア・バンダアチェで復旧・復興に関して調査をおこない、NGO毎に異なる構造や質をもつ再建住宅という問題について明らかとした。林はパプアニューギニアで、アイタペ津波被災地の復興調査をおこない、災害後に経済復興策として導入されたバニラ栽培が、バニラビーンズの国際市場への供給が安定してきたためによる価格の低下で、次第に被災地での関心を引かなくなってきている現状が明らかとなった。高田はバングラデシュのダッカで調査を実施し、河岸土壌浸食に関する調査研究報告の収集と現場視察および住民意識についての把握に努めた。三尾はインド・グジャラート州において、震災復興プロセスでのNGOの活動ついて情報収集をおこない、NGO側には援助対象の選択権があるのに対し、被対象側にはそれがないために生じる諸問題の存在を把握した。2田中は、フィリピンのマリキナ市役所において、マニラ首都圏で初めての地震防災に関する情報センターとなる「地震災害学習センター」(建設中)について聞き取り調査を実施し、また、「アジア・太平洋地域に適した地震・津波災害軽減技術の開発とその体系化に関する研究(EqTAP)」(1998-2003科振費)での庶民住宅の耐震性評価実験後の耐震化の現状について調査した。住宅の耐震化については、関心は高いもののコストなどの要因のため、それほど普及していないことが明らかとなった。災害後の復旧・復興プロセスと将来の災害リスクの軽減化を図るプロセスの二つに整理して示す。1.被災地復興班では、林がパプアニューギニアにて1998年津波の被災住民の生活再建と地域開発にっいて調査した。2004年12月発生のインド洋地震津波被災地の現状に関し、山本がインドネシアのバンダ・アチェ市における復興住宅の供給を中心に、柄谷がタイのプーケット島で観光業に焦点を当て、研究協力者の深尾がインドのタミール・ナドゥ州で文化遺産をめぐる復興活動を中心に、同じく研究協力者の澁谷がスリランカ東部州にて復興の地域間格差に焦点を当てた調査を実施した。佐藤は2005年3月発生の地震被災地であるインドネシア・ニアス島で復興住宅の現状について調査した。研究協力者の金谷はインド・グジャラート州カッチ県にて、グジャラート地震災害被災者の生活再建とNGO活動に関して調査を実施した。牧は、本年度は別経費にて、インドネシア・アチェ州で調査を実施した。三尾は、本務の都合で本年度は調査を行なわなかった。被災コミュニティのリロケーション(集団移転)は、コミュニティ空間の均質化や、供給住宅の画一化などの住民生活への影響が大きく、長期的に調査していくことの重要性が確認された。2.(1)災害リスク調査班では、玉置が2004年に終了したEqTAPのマリキナ・プロジェクトの報告書に記載された「防災対策」提言の実施状況について調査を実施した。高田は現地調査を実施せず、バングラデシュの洪水災害とNGO職員の対応に関する収集資料の分析を国内でおこなった。(2)防災システム調査班では、田中が玉置と協力して、現地のNGOの活動とマリキナ市の防災教育センター建設の進捗状況について調査した。
異なるセンサ情報を融合による介助式車椅子のアシスト力の生成と実装

本課題は比較的需要が高い車椅子に焦点をあて、介護側の負担軽減のための新たな支援技術の提案および機器開発を行うことを目的としている。本年度は介助時の操作力とその際の介助動作の関係について実験的に検証した。対象とした操作は車椅子を前進させる際の前後方向の押出し力であり、既存の車椅子のハンドル部を改造し左右の力覚センサを設置することで、操作時の3軸方向の力と3軸まわりのモーメントの計測が可能となる。本検証では前後方向の力に着目した。続いて介助動作の計測は、小型モーションセンサを外踵から上方100mmの位置に貼り付け、車椅子操作時の歩行動作から把握した。これにより操作時の3軸方向の並進加速度と3軸方向の角速度が計測でき、本検証では矢状面における歩行動作の把握としてその面に対する角速度上方から歩行状態を把握した。なお、計測ごとに車椅子乗車者の姿勢や重心位置などが変わらないように、計測時は車椅子に40kgのポリタンク2個、20kgの錘、その他計測機器を乗せて65kgの乗車者を想定した形で行った。車椅子を前進させている間は操作力として常に同方向の押出し力が発生するが、その操作力には強弱の周期性が見られた。これは前方に積極的に押出すタイミングが周期的にあることを示していた。この周期とその際の介助動作として歩行動作の関係には積極的に押出すタイミングの開始は左右どちらかの踵が接地したときに現れていた。つまり、踵接地による床からの反力を利用し車椅子を前方に押出していることが確認された。複数の被験者で検証し同様な傾向であることを確認した。本結果より車椅子操作における操作力と介助動作には規則的な関係があることを確認した。この規則性を利用し介助力アシスト生成に適用することで、介助者の負担軽減さらには乗車者に対しても安定した乗車状態を提供できると考える。当初導入予定であった力覚センサが生産停止となったことで別の力覚センサの検討をせざる得なくなり、研究計画の見直しが必要となった。しかしながら、基礎検討は終了しているので、別途導入した力覚センサおよび慣性センサを用いたアシスト力生成の提案は可能であると考える。力覚情報と運動情報を融合し、車椅子介助のアシスト力の生成法を検討する。その後、実装および試乗試験等を実施し提案する手法の有効性を確認する。本研究では現在進行形である「老老介護」の現状を受け、福祉用具・支援機器の中でも需要が高く、使用者の活動度の向上に大きく寄与すると考えられる車椅子に焦点をあて実施している。本研究では、1)車椅子の感覚的操作の定量的解析、2)加速度情報による移動体(車椅子)の状態量の取得、3)人間が不快と感じる加減速量の検証を行い、力覚情報と加速度情報によるアシスト型の介助式車椅子の開発を目標とする。今年度は力覚情報の取得のための車椅子操作の定量的な解析を実施した。車椅子ハンドル部に設置した6軸力覚センサより、操作時の作用力の計測を行い、各軸に対する力と各軸まわりのモーメントより操作時の特徴を明らかした。しかし、介助者が車いすを進行方向に押し出すタイミングまでは明らかとすることができず、一連の操作の定量的評価が困難であった。そこで、小型モーションセンサを用いて、介助力と介助時の歩行を全体の介助動作として捉え、解析を行った。歩行動作は介助者の下腿部にモーションセンサを設置し、矢状面における下腿部の角速度を計測し、得られた角速度から算出した下腿部角度から歩行動作を取得した。その結果、平坦面での操作において、車椅子を押し出すタイミングは歩行における立脚期中にピークを示すことを確認した。その動作には周期性があり、踵接地時から約1.51.8倍の周波数で介助動作が行われていることを明らかとした。また、上述の検証により、車椅子の負担軽減の対して車椅子形状も関係していることが示唆されたため、車輪角度についての検証も追加した。具体的には車軸に6軸力覚センサを設置し、操作時のハンドリム部に作用する操作力を計測した。その結果、車輪を傾けることで操作性が向上する可能性があることを確認した。傾け角については約10度20度の範囲が適当であることまでは明らかになったが、適正角度については継続して検証が必要である。アシストシステムを構築するにあたり、本研究では力覚情報と加速度情報の融合によりアシスト力を生成するが、今年度の力覚情報の定量的解析において、基礎実験の結果、操作時の介助力のみでは十分な情報に取得が困難であることが明らかとなった。そのため、介助力の計測と介助者の歩行動作と合わせて解析を行う必要があると判断された。また、車椅子の形状についても当初はハンドルの高さのみ焦点をあてる予定であったが、車椅子の車輪角度の違いが操作の負担軽減につながることが考えられ、車椅子操作時の車輪角度の検証も追加された。この2点についての追加検証に時間を要した。総務省の人口統計によれば2050年には総人口の約40%を65歳以上が占める。この高齢化は被介護者のみならず介護側にも及び、いわゆる「老老介護」が深刻な問題となっている。そのため、介護側の負担軽減のための支援機器の提案、QOLの向上のための支援技術が注目されている。本研究は介護側の負担軽減のために車椅子の焦点をあて、異なるセンサ情報の融合による車椅子の介助アシスト力の生成である、新たな支援技術の提案、支援機器の開発を行う。本年度は力覚センサ情報による車椅子形状の検討と運動センサ

情報による車椅子操作の検証を行った。車椅子形状については、力覚センサを高さ調整を可能としたハンドル部中央に設置し、前進時の作用力とモーメントを計測することでハンドル部の高さと介助者の操作力の関係を評価した。その結果、市販されている一般の車椅子のハンドル高さ約810mmより高くハンドルを設定することがよいことが示唆された。また車椅子操作の検証では、多軸の運動センサを介助者の体表に数箇所貼り付け、操作動作時の並進加速度3軸と角速度3軸により介助力発生時との関係を明らかにした。運動センサから得られた情報を使い介助動作時の歩行を中心に解析を行った。特に歩行の状態を表す角速度成分は積分することでその状態をより正確に捉えることができるが、積分時のドリフトの影響があるためフィルタ処理の必要があった。本研究では、高域通過フィルタと相補フィルタでのアプローチし、それぞれの有効性を検証した。その結果、両者の有効性がほぼ等しく、処理がより簡易である2次の高域通過フィルタでも介助動作時の車椅子操作を把握できることを確認した。上述の2つの結果より、それぞれの計測法、状態の取得法を用いることで介助時の力覚情報と運動情報を得ることができ、これらの情報を融合させた車椅子のアシスト力の生成が可能となると考えられる。当初の予定では介助者の歩行動作の他に、電動車椅子使用時の乗車者の加減速量の検証までを予定していたが、運動センサ情報からの慣性項の推定ためのフィルタ構築の検討が必要となったため、時間を要した。しかしながら、その推定法は確立しており、予定している検証実験を行うことで、通常の計画に支障なく対応が可能であると考える。本課題は比較的需要が高い車椅子に焦点をあて、介護側の負担軽減のための新たな支援技術の提案および機器開発を行うことを目的としている。本年度は介助時の操作力とその際の介助動作の関係について実験的に検証した。対象とした操作は車椅子を前進させる際の前後方向の押出し力であり、既存の車椅子のハンドル部を改造し左右の力覚センサを設置することで、操作時の3軸方向の力と3軸まわりのモーメントの計測が可能となる。本検証では前後方向の力に着目した。続いて介助動作の計測は、小型モーションセンサを外踵から上方100mmの位置に貼り付け、車椅子操作時の歩行動作から把握した。これにより操作時の3軸方向の並進加速度と3軸方向の角速度が計測でき、本検証では矢状面における歩行動作の把握としてその面に対する角速度上方から歩行状態を把握した。なお、計測ごとに車椅子乗車者の姿勢や重心位置などが変わらないように、計測時は車椅子に40kgのポリタンク2個、20kgの錘、その他計測機器を乗せて65kgの乗車者を想定した形で行った。車椅子を前進させている間は操作力として常に同方向の押出し力が発生するが、その操作力には強弱の周期性が見られた。これは前方に積極的に押出すタイミングが周期的にあることを示していた。この周期とその際の介助動作として歩行動作の関係には積極的に押出すタイミングの開始は左右どちらかの踵が接地したときに現れていた。つまり、踵接地による床からの反力を利用し車椅子を前方に押出していることが確認された。複数の被験者で検証し同様な傾向であることを確認した。
初期宇宙におけるバリオン数生成機構とその観測可能性に関する研究

宇宙のバリオン非対称生成やインフレーションといった初期宇宙で起きた現象を理解するためには、素粒子模型に基づくシナリオを構築することが必要不可欠である。当該年度、私は、アフレック=ダイン機構の観測可能性にかかわる研究を中心に、素粒子模型に基づくさまざまな初期宇宙の現象の模型構築及び観測に関する研究を行った。まず、バリオン非対称生成に関連し、前年度に引き続き、有力なバリオン非対称生成機構であるアフレック=ダイン機構に付随するQボール生成時に発生する重力波の観測可能性に関する研究を進展させた。熱的ポテンシャルでQボールが生成される場合のQボールの進化を数値的に詳細に追い、ある条件下ではこれまで知られていなったthin-wall typeのQボールに変形することを示した。この場合の重力波の観測可能性も評価し、現在の宇宙のバリオン非対称を説明するパラメータではQボール生成時に発生する重力波は観測することがほぼ不可能であることを示した。次に、宇宙の構造形成の種を説明するうえで近年注目を集めているmodulated reheatingシナリオとアフレック=ダイン機構の整合性を調べた。この二つのシナリオは、現在の観測に抵触するくらい大きなバリオン等曲率揺らぎを生成してしまいやすく、相性が悪いと考えられていたが、熱的ポテンシャルでアフレック=ダイン機構が働く場合はバリオン等曲率揺らぎの生成を抑えることができ、首尾一貫したシナリオが描けることを示した。この模型は宇宙背景放射等の将来観測で検出可能なくらい大きなテンソル揺らぎとガウス統計からのずれを作り出すような宇宙の熱史を構築することが可能であるという点で非常に興味深い。整合性のとれたバリオン非対称生成のシナリオを構築するには素粒子模型に基づいた具体的なインフレーション模型を構築することが不可欠である。そのため、私は、上に述べた研究と並行して、そのようなインフレーション模型に関する研究を行った。具体的には。素粒子標準模型に現れるビッグス場や素粒子標準模型を超えた物理として期待される超対称模型に現れる場を用いたインフレーション模型を模型を構築し、そのシナリオの下での宇宙の熱史を明らかにした。これらの模型特有の観測的証拠の探索法やバリオン非対称生成機構をどう埋め込むかに関する研究が今後の課題である。宇宙に輻射が存在する場合、スカラー場の運動にはスカラー場から輻射へのエネルギーの散逸が重要な役割を果たしうることが知られている。当該年度、私は、アフレック=ダイン機構に散逸の効果を取り入れることを念頭に置き、アフレック=ダイン機構同様最小超対称標準模型を用いたインフレーション模型として近年注目を集めているMSSMインフレーション模型に散逸の効果がどのように効きうるかを解析した。MSSMインフレーション模型には、インフレーションを起こす場の値の領域が非常に小さく、初期条件のファイン・チューニングが非常にきついという問題点があるが、散逸の効果を取り入れた場合、この問題にどのような影響を与えるかは自明ではない。通常、散逸が重要な役割を果たすwarm inflationの解析においては散逸を引き起こす具体的な相互作用は手で入れているが、MSSMインフレーションにおいては場の相互作用はすべてわかっている。そのため、MSSMインフレーションにおいては散逸の効果を正しく評価することができ、その結果、MSSMインフレーションの初期条件のファイン・チューニングを緩和するという意味では、散逸の効果は有効ではないことがわかった。また、MSSMインフレーションの提唱者により、MSSMインフレーション以前にfalse vacuumインフレーションを起こすことによって、初期条件をチューンできるという解決案が示されていたが、私は、ストカスティックな方法を用いて詳しく解析することにより、false vacuumインフレーションによって初期条件のチューンはしうるが、チューンされる確率は非常に小さいことを示した。重要な点は、これによりインフレーションの初期条件のチューニングの機構には一定の制限がかかることがわかったことである。この結果を下に示す国内外の研究会にて発表した。また、論文も現在準備中である。アフレック=ダイン機構に付随するQ-ボール生成は、アフレック=ダイン機構の宇宙論的帰結にバリオン数非対称生成だけでなく、新たな現象を生じさせることが知られている。逆にこれらがアフレック=ダイン機構の観測的プローブとなりうるため、これらに充分な解析を加えることは有意義である。今年度、私は、Q-ボール生成に伴う重力波に注目し、その観測可能性について詳しい解析を行った。Q-ボールはグローバルU(1)対称性を持ったスカラー場が空間的に局在したもので、アフレック=ダイン機構においては、バリオンまたはレプトンU(1)対称性がこのグローバル対称性の役割を果たす。アフレック=ダイン機構におけるQ-ボール生成機構は、非一様、非球対称であるため、その際重力波が発生する。特にQ-ボールの中でのスカラー場の値が非常に大きい場合、重力波の振幅は非常に大きなものになりうる。従って、この重力波がもし観測できれば、アフレック=ダイン機構の大きな証拠になりうるということが近年示唆されていた。私は、大きな重力波を作り出すようなQ-ボールが出来た場合、そのQ-ボールが担うエネルギー密度が比較的大きく、インフレーション終了後の輻射優勢期にQ-ボールのエネルギーが宇宙のエネルギーを占めかねないことに着目した。もし、Q-ボールが宇宙のエネルギーを占めてしまうと、その間にせっかく作った重力波が薄められてしまうのである。従って、このような重力波の観測可能性はこの二つの効果のバランスによって決まってくる。私は、現状知られているほぼすべてのQ-ボール生成シナリオについてQ-ボールが宇宙のエネルギーを占める時期、Q-