hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
BP1遺伝子ノックアウトマウスの作製と、リンパ球分化におけるBP1機能の解析

BP1は、リンパ系ではプレB細胞を中心とした未熟B系細胞に特異的に発現している分子量140kDのホモダイマーを成すII型膜糖蛋白で、遺伝子クローニングとその構造機能解析より、アミノペプチダーゼA(APA)と同一分子であることが判明した。その発現は胸腺皮質上皮細胞や小腸上皮、腎糸球体、近位尿細管なで広範な組織に認められる。APAの機能に関しては、アンギオテンシンIIを活性の低いアンギオテンシンIIIに変換することが知られており、血圧調節に関与すると考えられる。また、小腸ではペプチドの消化に必要と考えられる。本研究ではBP1遺伝子ノックアウトマウスを作製し、B細胞分化を中心として解析した。骨髄、胸腺、脾、リンパ節の細胞を様々なリンパ球分化抗原に対するモノクローナル抗体で蛍光染色し、フローサイトメーターで解析したが、BおよびT細胞に明らかな分化異常はみられなかった。また、in vitroにおける骨髄細胞のIL-7依存性増殖や、脾B細胞の抗原受容体架橋、LPSおよびCD40リガンド刺激による増殖反応性も正常であった。さらに、骨髄キメラ実験によりプレB細胞の骨髄へのホ-ミングも正常であることが判った。以上の結果より、BP1はBおよびT前駆細胞の分化、増殖、ホ-ミング、成熟B細胞分化に必須の分子ではないことが明らかになった。BP1の機能が、それ以外のものであるのか、あるいは、他の分子によって代償されているのかは今後の検討課題である。リンパ系以外の組織におけるBP1/APAの機能に関しては、各臓器に肉眼的な異常は見つからないことに加え、マウスは外見上健康で、食物消化異常によるやせや、早期の死亡は観察されていないので、これも他の分子による代償が考えられる。今後は、新しいマウス遺伝学の方法で遺伝子重複性(genetic redundancy)を克服する一方で、BP1/APAの生理的な基質を同定することが必要であると思われる。B細胞は骨髄の造血幹細胞より、プロB、プレB細胞を経て分化する。BP1は分子量140kDのホモダイマーを成す膜糖蛋白で、リンパ系ではプレB細胞を中心に発現しており、その分化或は増殖に何らかの役割を果たすと考えられている。そのほかにもBP1は骨髄ストローマ細胞、胸腺皮質上皮細胞や小腸上皮、腎糸球体、近位尿細管等に発現が認められる。BP1は模型メタロペプチダーゼの一種アミノペプチダーゼA(APA)であり、ヒトのAPAはアンギオテンシンIIを活性の低いアンギオテンシンIIIに変換するので、血圧調節に関与すると考えられる。本研究ではBP1の生理的機能を明確にするため、遺伝子標的法にてBP1遺伝子変異マウスを作製し、解析した。BP1に対する抗体により、ホモ接合体(BP1^<-/-> )の骨髄細胞にBP1蛋白の発現がないことが確認された。BP1^<-/->マウスは外見上特に異常はなく、生殖能力も正常であった。脾、リンパ節、骨髄、胸腺等の細胞上の様々な分化抗原の発現をフローサイトメトリーによって調べたが、B細胞及びT細胞の明らかな分化異常は見られなかった。また、in vitroにおけるBP1^<-/->マウスの骨髄細胞のIL7に対する増殖反応や、成熟B細胞の抗IgM抗体、CD40リガンド、LPS等の刺激に対する増殖反応は、正常マウスのものと明らかな差はなかった。

次に、BP1がプレB細胞の骨髄へのホ-ミングに関与するかどうかについて、BrdUでラベルしたBP1^<-/->あるいはBP1^<+/+>マウスの骨髄細胞(ドナー)を、BP1^<-/->あるいはBP1^<+/+>のマウス(レシピエント)に移植した後、このレシピエントの骨髄細胞を抗BrdU抗体及びB細胞マーカーに対する抗体で蛍光染色し、フローサイトメトリーで調べたが、いずれの場合もホ-ミングの異常は見られなかった。以上より、BP1はB細胞分化や増殖、ホ-ミングに必要でないか、あるいは、機能的に類似した分子がBP1の機能を相補できることが考えられた。現在、BP1^<+/+>マウスの各臓器の組織学的解析により、リンパ系以外における異常の有無を検索している。BP1は、リンパ系ではプレB細胞を中心とした未熟B系細胞に特異的に発現している分子量140kDのホモダイマーを成すII型膜糖蛋白で、遺伝子クローニングとその構造機能解析より、アミノペプチダーゼA(APA)と同一分子であることが判明した。その発現は胸腺皮質上皮細胞や小腸上皮、腎糸球体、近位尿細管など広範な組織に認められる。APAの機能に関しては、アンギオテンシンIIを活性の低いアンギオテンシンIIIに変換することが知られており、血圧調節に関与すると考えられる。また、小腸ではペプチドの消化に必要と考えられる。本研究ではBP1遺伝子ノックアウトマウスを作製し、B細胞分化を中心として解析した。骨髄、胸腺、脾、リンパ節の細胞を様々なリンパ球分化抗原に対するモノクローナル抗体で蛍光染色し、フローサイトメーターで解析したが、BおよびT細胞に明らかな分化異常はみられなかった。また、in vitroにおける骨髄細胞のIL-7依存性増殖や、脾B細胞の抗原受容体架橋、LPSおよびCD40リガンド刺激におる増殖反応性も正常であった。さらに、骨髄キメラ実験によりプレB細胞の骨髄へのホ-ミングも正常であることが判った。以上の結果より、BP1はBおよびT前駆細胞の分化、増殖、ホ-ミング、成熟B細胞分化に必須の分子ではないことが明らかになった。BP1の機能が、それ以外のものであるのか、あるいは、他の分子によって代償されているのかは今後の検討課題である。リンパ系以外の組織におけるBP1/APAの機能に関しては、各臓器に肉眼的な異常は見つからないことに加え、マウスは外見上健康で、食物消化異常によるやせや、早期の死亡は観察されないので、これも他の分子による代償が考えられる。今後、新しいマウス遺伝学の方法で遺伝子重複性(genetic pedundancy)を克服する一方で、BP1/APAの生理的な基質を同定することが必要であると思われる。
個別要素法による数値要素試験のためのデジタル標準砂の開発

本研究は、砂のような粒状体の直接数値計算法である個別要素法(Discrete Element Method ; DEM)において、複雑な不規則粒子形状を直接モデル化(イメージベースモデリング)して計算する手法を確立し、その定量評価を行うこと、および地盤工学の分野で共通に用いられている標準砂の3次元粒子形状モデルのカタログを作成し、それを多くの研究者の間で共有化・標準化することで、この分野での研究の発展に寄与することを目的としている。本年度の研究成果を以下に示す。(1)SPring-8での標準砂3次元形状取得放射光施設SPring-8におけるマイクロX線CTシステムを利用し、各国の標準砂(豊浦砂、Ottawa砂、Hostun砂、SLB砂)のゆるづめ試験体を撮影した。得られた再構成画像は粒子の大まかな形状を把握するのに十分な解像度を有しており、これ自体非常に重要な成果物である。更に、これらの画像を処理して個々の粒子形状を自動判別するアルゴリズムの開発を行った。これにより粒子の形状のみならず、接触点の情報なども取得可能となり、粒状体の微視構造を研究する上での価値ある基礎データを取得することが可能となった。(2)不規則形状3次元DEM要素試験と実験結果との定量比較不規則形状粒子のイメージベースモデリングに基づく3次元DEM単純せん断シミュレーションを行い、中空ねじりせん断試験結果との定量比較が可能であることを示した。(3)SPring-8での標準砂のマイクロ3軸圧縮試験イメージベースDEMを更に詳細に検証する目的で、SPring-8において豊浦砂、SLB砂のマイクロ3軸圧縮試験(供試体径:4.3mm、高さ10mm)を行い、せん断に伴う3次元粒子運動の可視化を行った。(4)デジタル標準砂データの公開今後、得られた粒子形状データ等の検証を行い、webなどで随時公開していく予定である。地盤工学や粉体工学の分野で扱う粒子の多くは不規則な形状を有しており、この粒子群の力学挙動については、多くの要素試験等により検討されている。本研究は、このような不規則形状粒子群の力学挙動を、粒子個々の運動から定量的にシミュレートする事を目的として、(i)実実験などに良く用いられる標準砂などの3次元形状の実測と、その実データのカタログ化、(ii)個別要素法解析を行う際のモデル化手法の開発と検証、などを行う。本年度は、(ii)に関して、不規則形状粒子を任意の精度でモデル化できる動的最適化法を開発し、2次元及び3次元モデルについてその検証を行った。本手法は、計算効率の良い円または球要素を複数剛接して不規則形状粒子を表現する解析手法を前提として、その各要素の最適半径および最適配置を仮想的な運動方程式によって得るという独創的な手法である。その有効性を検証するため、粉砕ガラス粒子の3次元形状をレーザーによる可視化手法LAT(Laser Aided Tomography)によって取得し、そのモデル化粒子よりなる供試体の単純せん断シミュレーションを、同材料を用いた中1空ねじりせん断実験の結果と詳細に比較した。その結果、排水・非排水、密づめ・ゆるづめ試験体とも、せん断挙動およびダイレタンシー挙動全般にわたって、解析と実験で定量的な比較が可能であることを実証した。ただし、間隙比特性については若干差が現れ、モデル化の改善、あるいは高精度化が必要であるとの結果を得ており、これは次年度に詳細に検討する予定である。一方、標準砂などの3次元形状の実測に関しては、大型放射光施設SPring-8の利用を次年度初頭に計画している。これまでの予備実験によれば、本施設を用いることで高精度な3次元実測データの取得が可能となることが確かめられており、これらのデータ及び、デジタルマイクロスコープを用いた研究室レベルの形状取得法を組み合わせて、同分野での研究者の間で共有可能なデータベースの構築を行う予定である。

(3)SPring-8での標準砂のマイクロ3軸圧縮試験イメージベースDEMを更に詳細に検証する目的で、SPring-8において豊浦砂、SLB砂のマイクロ3軸圧縮試験(供試体径:4.3mm、高さ10mm)を行い、せん断に伴う3次元粒子運動の可視化を行った。(4)デジタル標準砂データの公開今後、得られた粒子形状データ等の検証を行い、webなどで随時公開していく予定である。
高温装置の実環境下にある金属材料の熱ふく射性質の研究

本研究では,高温装置の実環境下にある金属材料の熱ふく射性質を明らかにするために,つぎの一連の実験研究と理論研究を行った.実験研究では,第1に,高温大気酸化過程にある耐熱鋼と超合金の可視赤外反射性質における過渡挙動を高速スペクトル法により調べ,実在表面のふく射性質がふく射の波長のオ-ダの規則性をもって推移することを明らかにした.第2に,高温のパラジウムの近赤外域での反射・放射スペクトル特性を調べ,表面における酸化・解離反応の結果として,1000Kの近傍でスペクトルには明瞭な温度ヒステリシスが現れることを見出した.第3に,実在表面における拡散反射性質を測定する装置として,回転楕円体面鏡式の垂直入射半球反射率測定装置を考案・試作した.この装置は,熱工学のふく射測定において重要な吸収率スペクトルを1回の走査で測定する.第4に,この装置を基礎研究に応用する試みとして,金属の機械研摩面の可視・近赤外反射の波長・角度特性を系統的に調べ,鏡面反射性があらい表面においても顕著であることを示した.理論研究では,実在表面の熱ふく射性質を強く特徴づける表面の微視的な幾何形状と表面被膜の特性を記述する理論の確立をはかった.第1には,あらい金属表面について,これを自己相似構造をもちながら配列される離散要素のフラクタル的な集合として表す3次元モデルを提案し,そこでの電磁波の干渉・回折挙動を調べた.第2に,このモデルに対して,金属表面上に形成される酸化被膜の結晶粒の一つずつを3次元非平行薄膜要素と見るモデルを結合し、高温酸化過程における反射性質の推移を記述する手法を提案した.これらの研究により,実験で見出された反射スペクトルの規則的かつ一般的な過渡現象を計算機上で記述することが可能になった.本研究では,高温装置の実環境下にある金属材料の熱ふく射性質を明らかにするために,つぎの一連の実験研究と理論研究を行った.実験研究では,第1に,高温大気酸化過程にある耐熱鋼と超合金の可視赤外反射性質における過渡挙動を高速スペクトル法により調べ,実在表面のふく射性質がふく射の波長のオ-ダの規則性をもって推移することを明らかにした.第2に,高温のパラジウムの近赤外域での反射・放射スペクトル特性を調べ,表面における酸化・解離反応の結果として,1000Kの近傍でスペクトルには明瞭な温度ヒステリシスが現れることを見出した.第3に,実在表面における拡散反射性質を測定する装置として,回転楕円体面鏡式の垂直入射半球反射率測定装置を考案・試作した.この装置は,熱工学のふく射測定において重要な吸収率スペクトルを1回の走査で測定する.第4に,この装置を基礎研究に応用する試みとして,金属の機械研摩面の可視・近赤外反射の波長・角度特性を系統的に調べ,鏡面反射性があらい表面においても顕著であることを示した.理論研究では,実在表面の熱ふく射性質を強く特徴づける表面の微視的な幾何形状と表面被膜の特性を記述する理論の確立をはかった.第1には,あらい金属表面について,これを自己相似構造をもちながら配列される離散要素のフラクタル的な集合として表す3次元モデルを提案し,そこでの電磁波の干渉・回折挙動を調べた.第2に,このモデルに対して,金属表面上に形成される酸化被膜の結晶粒の一つずつを3次元非平行薄膜要素と見るモデルを結合し、高温酸化過程における反射性質の推移を記述する手法を提案した.これらの研究により,実験で見出された反射スペクトルの規則的かつ一般的な過渡現象を計算機上で記述することが可能になった.金属のふく射現象は、材料の組成や温度のみならず、雰囲気・表面状態にも依存して変化する複雑な過度現象である。本研究では、この点を考えて、材料が高温装置の実環境下で示すふく射性質の諸様相を、分光学的な実験と理論に基づいて系統的に明らかにすることを目的とする。平成元年度には、まず、高温大気酸化過程における耐熱鋼と鉄基・コバルト基・ニッケル基の超合金の熱ふく射性質の過渡挙動を近紫外赤外の波長域で高速スペクトル計測する実験研究を行った。その結果、ふく射の回折と干渉で特徴づけられる規則的なスペクトルの推移が観測され、金属元素についてはすでに明らかになっていた表面の微視構造とスペクトルとのよく再現される関係が、実用の高温用金属材料についても一般に成立することがわかった。そこで、つぎに、実在表面におけるふく射現象を一般的に記述する電磁波理論の検討を進めた。表面モデルを考えるにあたって、あらい表面は3次元的な階層構造をもつ自己相似的な離散要素の集合であり、被膜はその構造の上に非平行薄膜として形成されるとした(3次元重ね合せ法)、第1段階として、被膜のないあらい表面のモデルを提案して、そのふく射の回折・干渉現象を記述し、とくに表面構造とそこでのふく射の散乱・反射の角度・波長特性の関係に注目した。この理論・モデルの妥当性を分光実験によって検証するために、表面の微視構造の明確な試料について反射測定を実施し、とくにその波長・角度特性について、理論・数値計算の値と実験値との比較・検討を行った。この実験のために、平成元年度設備備品として、分光器とレ-ザ・コリメ-タを購入し、ふく射の波長と角度の設定、ふく射の平面波束の設定のために用いた。本年度には,高温装置の実環境下にある金属実在表面のモデル化の理論研究から始めた。

実在表面の熱ふく射性質は,表面の微視的な幾何形状と表面被膜によって強く特徴づけられるが,これを系統的にとり扱うためには,実在表面の一般的な記述法を確立することがまず重要である。そこで,第1には,あらい金属表面について,これを自己相似構造をもちながら配列される離散安素のフラクタル的な集合として表する次元モデルを提案し,そこでの電磁波の干渉・回折挙動を調べた。第2に,このモデルに対して,金属表面上に形成される酸化被膜の結晶粒の一つずつを3次元非平行薄膜安素と見るモデルを結合し,高温酸化過程における反射性質の推移を表現できる手法を提案した。これらの研究により,前年度の実験で見出された反射スペクトルの規則的かつ一般的な過渡現象を計算機上で記述することが可能になった。実験研究では,第1に,実在表面における拡散反射性質を的確に測定するための装置として,回転楕円体面鏡式の垂直入射半球反射率測定装置を試作した。この装置は,熱工学のふく射測定においてもっとも重要な吸収率スペクトルを1回の走査で測定することを可能にするものである。第2に,この装置を基礎研究に応用する試みとして,金属が機械研摩面の可視・近赤外反射の波長・角度特性を系統的に調べる実験を行い,鏡面反射性があらい表面においても顕著であることを示した。第3に,高温のパラジウムの近赤外域での反射・放射スペクトルの過渡挙動を調べる実験を行った。表面における酸化・解離反応の結果として,1000Kの近傍でスペクトルには明瞭な温度ヒステレシスが現れることを見い出した。
能動機能を内包する超分子ネットワークの構築とその自己組織化

マイクロゲルにベルーゾフ・ジャボチンスキー(BZ)反応の光感受性の触媒であるルテニウム錯体を組み込み、BZ溶液中で酸化・還元反応に応じて自励的な振動する能動機能要素を得た。この要素を基本にして、要素数10×10のマクロゲルの格子状アレイを構築した。熱揺らぎに晒されている生体分子システムの情報処理には、揺らぎはむしろ積極的に利用されているだろうという作業仮説のもと、本研究では、外部からの時間的な揺らぎの導入による新奇な自己組織化現象の誘起に焦点を当てた。要素数の増加につれて、振動のコヒーレンス度Rは大きくなり、Rを最大にするノイズ強度は小さくなることを見出した。これは集団化によって促進されるコヒーレンス共鳴array-enhanced coherence resonance(AECR)を示している。更にノイズによって誘起された発火スパイクの要素間位相差を調べ、強結合領域では、ノイズは要素間の相関を破壊するが、弱結合領域では、むしろ相関を強める働きをすることが明らかになった。光による抑制因子の制御が可能な為、この利点を生かしてフィードバック光によるマクロゲルアレイの結合様式の多彩な制御を行い、新奇な自己組織化現象の誘起を図った。まず、自励振動状態にある要素集団に大域的な遅延フィードバックを導入し、振動のコヒーレンス制御を試みた。要素間結合定数kと時間遅れτをパラメータにして、振動周期の分散R、及び要素間位相差の分散σ^2の集団平均を調べた。R、σ^2の何れもτに対して周期的に変化し、その周期は自励振動の周期に一致することが分かった。更に、コヒーレンスは結合定数に強く依存し、或る範囲内のk-値で促進されることが明らかになった。N-イソプロピルアクリルアミド高分子(PNIPAM)に,ベルーゾフ・ジャボチンスキー(BZ)反応の光感受性触媒Ru(bpy)_3^<2+>を共重合し,能動機能素子としての高分子Ru(bpy)_3^<2+>+co-PNIPAMを作製し、BZ組成濃度,温度,等を変化させて自己触媒反応の基礎特性を明らかにした。更に、この要素を基本にして多要素化を試みた。フォトリソグラフィー技術を利用して,要素数10×10のマクロゲルを格子状に配列したアレイを構築した。「生体の細胞間コミュニケーションにおける熱揺らぎの役割」を理解する上でのモデルとして、個々の要素に独立なノイズを印加し、アレイの規模に応じて如何なる確率共鳴や引き込み相転移が現れるかに注目した。要素間結合強度を固定し、外部ノイズによって誘起される振動のコヒーレンス度Rを調べた。要素数の増加に伴って、Rを最大にするノイズ強度は小さく、共鳴の度合いは大きくなることが分かり、ネットワーク化によって促進されるコヒーレンス共鳴array-enhanced coherence resomance(AECR)の存在が明らかになった。これらの結果は、ノイズ、要素間結合、化学反応の非線形性の間の協同作用によるものと解釈できる。この促進効果は、要素数がそんなに多くなくても、顕著に現れることが分かった。このようなAECRの実験的検証は、初めて本研究によってなされた。更に、光強度の揺らぎによる効果を考慮できるように修正を加えた反応・拡散方程式を用いて数値シミュレーションを行い、実験結果と再現した。マイクロゲルにベルーゾフ,ジャボチンスキー(BZ)反応の光感受性の触媒であるルテニウム錯体(Ru(bpy)3^<2+>)を組み込み,BZ溶液中で酸化、還元反応に応じて自励的な振動する能動機能要素を得た。

この要素を基本にして,要素数10×10のマクロゲルを格子状に配列したアレイを構築した。光感受性触媒を用いるBZ反応系では光によって抑制因子の生成が制御できる為,この利点を生かしてフィードバック光によるネットワークの結合様式の多彩な制御を行い,新奇な自己組織化現象の誘起を図った。まず,自励振動状態にある要素集団に,時間遅れのある大域的なフィードバックを導入し,振動のコヒーレンス制御を試みた。要素間結合定数kと時間遅れτをパラメータにして,振動周期の分散R,及び要素間位相差の分散σ2の集団平均を調べた。R,O_2の何れもτに対して周期的に変化し,その周期は自励振動の周期に一致することが分かった。更に,コヒーレンスは結合定数に強く依存し,或る範囲内のk-値で促進されることが分かった。興奮系の集団にフィードバック光にノイズを重畳して規則的振動の誘起を図った。要素数要素間距離,ノイズ振幅を制御変数として振動のコヒーレンス度を調べ,Array Enhancedコヒーレンス共鳴を検証した。自励振動系と同様に,R,O_2はτの変化に対して系の特性時間に一致した周期で変化すること分かった。更に,光強度の揺らぎによる効果を考慮できるように修正を加えた反応、拡散方程式を用いて数値シミュレーションを行い,実験結果を再現した。
ヘリカルリップルに捕捉された高速電子によるMHD不安定性励起実験

本研究では、三次元磁場配位を持つ大型ヘリカル装置(LHD)プラズマ中に、二次元軸対称配位のトカマクには存在しないヘリカルリップルに捕捉された非熱化高エネルギー電子を生成し、トロイダルアルヴェン固有モード(TAE)や高速粒子モード(EPM)に代表される高速粒子励起MHD不安定性が励起されるか否を検証することを目的としている。LHDプラズマにおけるヘリカルリップル捕捉高エネルギー電子の生成は、第二高調波電子サイクロトロン共鳴加熱(ECRH)により行った。具体的には、77GHzジャイロトロンを3機使用し、第二高調波共鳴層を一対のヘリカルコイルの谷間(磁場強度においてヘリカル磁場リップルの底に対応する)に置くようにトロイダル磁場強度を設定した。その時、磁気プローブにて検知可能な振幅の磁気揺動が観測された。不安定性種の同定には、未だ至っていないが、幾つかの周波数の異なる不安定性の励起が確認され、一つは、バースト的に出現するEPM(150kHz帯)が、また、低周波数帯(20kHz帯)に、Beta-induced Alfven-Acoustic Mode(所謂、BAAE)と考えられる不安定性が見出された。LHDにおける上記の実験に加えて、コンパクトヘリカルシステム(CHS)の第二高調波ECRHプラズマ放電における高速電子励起MHD不安定性の結果を含め、The 11^<th>IAEA Technical Meeting on Energetic Particels in Magnetic Confinement Systems, 20^<th> Anniversary Meeting(21-23 September 2009・Kyiv, Ukraine)にて、口頭発表を行い、会議論文として纏めた。本研究では、三次元磁場配位を持つ大型ヘリカル装置(LHD)プラズマ中に、軸対称二次元配位のトカマクには存在しないヘリカルリップルに捕捉された高エネルギー電子を生成し、高速粒子モード(EPM)に代表される高速粒子励起MHD不安定性が励起されるか否を検証することを目的としている。この時、77GHzジャイロトロンを1機使用し、第二高調波共鳴層を一対のヘリカルコイルの谷間(磁場強度においてヘリカル磁場リップルの底に対応する)に置くようにトロイダル磁場強度を設定した。ECRH入射電力(約0.6MW)一定の条件の下、大きな電子圧力を得るためのプラズマパラメータ領域調査を行ったところ、電子密度の降下にともない、プラズマ蓄積エネルギーが増大し、電子密度が1×10^<18>m^<-3>以下のプラズマにて、100 kJを超える蓄積エネルギーが得られた。その時、磁気プローブにて検知可能なレベルの磁気揺動が観測された。平成21年度の実験にて、ECRH単独加熱時に磁気揺動の出現が確認今後、ECRH入射電力を増した状況下での実験を行う。上記実験に加えて、コンパクトヘリカルシステム(CHS)の第二高調波ECRHプラズマ放電のデータを精査したところ、共鳴層を一対のヘリカルコイルの谷間に置いた放電にて、フィッシュボーン様MHD不安定性の励起が認められた。CHSで観測された結果を整理し、35^<th> EPS Conference on Plasma Phys. Hersonissos, Greece, 9-13 June 2008にて発表を行った。
幼児期における対人認知機能と言語機能との相互連関に関する発達心理学的研究

平成元年度、幼稚園の3歳児数名を選び、8ミリビデオを用いて、自由遊びの場面や先生とのやりとりの場面などを録画・録音。3歳児は、家庭生活を離れて、始めて集団生活を始めるときである。担任は、ひとりひとりの子どもと、1人対1人の場をつくり、子どもの好きな遊びをいっしょにしてあげることが大切である。子どもは先生と仲よしになると、遊びの中で先生とのことばのやりとりを発展させる。先生と自分に対する情動的認知の発達が言語発達の基盤となる。平成2年度、前年度につつぎ、同じ子ども(4歳児)について、8ミリビデオで記録。1学期には、同じ団地からの子どものリ-ダ-格となって元気に遊んでいた子どもが、2期期中ごろから、ひとりしょんぼりしていることが多くなった。これは、それまで親や家族とのかかわりで作ってきた小さい自分の世界を、友だちとのかかわりをきっかけに、多くの友だちとのかかわりを可能にするように、大きい自分の世界へと作り変える時であり、この時に生じる一種の退行現象と考えられる。担任には、1日に1回、その子どもと1人対1人の場をつくり、子どもの気持をよく関してと、家庭では母親が1日に1回その子どものお相手をすること、をお願いした。父親も協力的で、正月休にかるた取りなどをして、家族全員で楽しく遊んでくれた。親、先生、友だち、自分に対する情動的認知の発達が言語発達の基盤になる。平成3年度、ひきつづき、同じ子ども(5歳児)について、8ミリビデオで記録。4歳児のときには、どの子どもも、何らかの退行現象をおこしていたが、また、仲よしの友だちとつきあうこともみられ始めていた。5歳児になると、サッカ-の時には誰と、ブロック遊びのときには誰となど、遊びの種類によって友だちを選んでグル-プを作り、ことばのやりとりで遊びを展開した。友だち、自分への認知が言語の基礎。3歳児男児2名、女児2名について、月に12回の割合で幼稚園を訪問し、8ミリビデオを用いて、先生や友だちとのかかわりの場面を録画・録音した。あとでビデオテ-プを再生し、子どもの対人行動とそのことば(音声)を検討した。2歳のときには、子どもは、母親といっしょにいることで満足しているが、2歳半をすぎ、いわゆる3歳児の段階になると、母親といっしょにいるだけでは満足できなくなり、同年齢の友だちを求めるようになる。また、このころ、自分で出来ることが多くなり、なんでも自分でやってみたくて、母親がやってやろうとすると、「いや」といって反抗するようにもなる。4名とも、学年始めの12週のときには、集団生活になじみにくく、門のところで母親と離れるのをいやがっていた。先生がひとりひとりについて、衣服の着脱や排尿便を手伝い、子どもの好きそうな遊びにさそっているうちに、子どもは、先生の手をとったり、服をつかんだりして、先生といっしょにいるのを求めるようになった。また、先生と仲良しになった子どもは、少しずつ、ひとりで遊ぶようになっていった。2学期の運動会がすんだころには、幼稚園生活を楽しむようになり、砂場などで数名の子どもが楽しそうに遊ぶ場面もみかけられる。しかし、遊びの内容としては、まだ、ひとりひとりが自分のやりたいことをして遊んでいるのであって、友だちと遊んでいるのではない。3学期には、いすとりゲ-ム、かくれんぼなど、簡単なル-ルのある遊びを楽しむようになるが、先生がいないと、遊びは展開しない。

3歳児は、まず、先生ひとりと子どもひとりの関係で、先生と仲良しになり、先生に対する認知機能を発達させることが大切で、先生とのお話をとおして、言語機能も発達していく。4歳児男児.女児若干名について.月に12回の割合で幼稚園を訪問し、8ミリビデオを用いて、先生や友だちとのかかわりの場面を録画・録音した。あとでビデオテ-プを再生し、子どもの対人認知機能と言語機能の相互連関的発達の権利を検討する。3歳児のときには、子どもは、まず先生と仲良しになり.先生とごっこ遊びややりとり遊びを展開するが.まだ友だちとは遊べない。友だちといっしょにいると楽しそうに遊んでいるが.ひとりひとり自分のやりたいことをして遊んでいる。4歳児になると.1学期中ごろから.少しずつ友だちとも仲良しになり始める。しかし1学期の終りから2学期にかけて元気に遊びたくなる時期がある。これは、それまで家族の者とのかかわりで〈自分の世界〉を作ってきたのが、友だちとのかかわりができていくなかで〈自分の世界〉を作りかえ.より大きい〈自分の世界〉を再体制化するのだと考えられる。このため大変なエネルギ-を必要とし、一時的に、一種の退行現象をおこすのである。なかには、それまでおしっこをもらさないようになっていた子どもが、おしっこをもらすようになった例もある。先生としては.子どもがこれから大きく成長していくための大切な時期であることをよく認識し、子どもひとりひとりの気持をしっかり受けとめ、子どもの話をよく聞くことが大切である.また.家庭と連絡とって、母親には1日に1度はその子どもと1人対1人の時間をつくり、その子どもの好きなことをいっしょにしていただき、父親には時間をつくって子どもとすもうとったり、お馬さんごっこしたりして遊んでいただくことか必要である。退行現象からぬけだしてまた元気に遊べるようになるのに.約1年は必要である.また、2学期後半には、仲良しグル-プでごっこ遊びを展開する。平成元年度、幼稚園の3歳児数名(男児女児を含む)を選び、8ミリビデオを用いて、自由遊びの場面と先生とのやりとりの場面とを録画・録音。3歳児は、家庭生活から離れて、始める集団生活に入るときである。担任は、ひとりひとりの子どもと、1人対1人の場をつくり、子どもの好きな遊びをいっしょにしてあげることが大切である。子どもは、先生と仲よしになると、遊びを工夫し、先生とのことばのやりとりを楽しむ。先生と自分に対する情動的認知の発達が言語発達の基盤となる。平成2年度、前年度と引き続き、同じ子どもについて、4歳児として8ミリビデオで記録する。1学期には同じ団地からの子どもたちのリ-ダ-格となって元気に遊んでいた子どもが、2学期中ころから、ひとりでしょんぼりしているようになった。これは、それまで、親や家族の人とのかかわりで自分の世界を作っていたのが、4歳児になって友だちとのかかわりが発達し、多くの友だちとのかかわりを可能にするために、自分の世界をより大きいものに作りかえようとしており、そのために多大のエネルギ-を必要とし、一時的に退行現象をおこしたのだと考えられる。担任には、その子どもと1人対1人の場を1日に1回はもち、子どもの気持をよく聞いてやること、家庭でも母親が1日に1回はその子どものお相手をしていただくこと、をお願いした。父親が協力的で、お正月休みに、家庭全員でカルタ取りやトランプ遊びをしてくれた。3学期の中ころから、友だちと遊べるようになった。
重力レンズによるダークマターとダークエネルギーの探査

本研究の目的は、ハイパー・シュープリム・カム(HSC)サーベイを使って、銀河とダークマターの関係を探ることである。研究は計画通りに進み、一連の論文を近日中にPASJに投稿予定である。主な成果の一つは、銀河の光度分布とダークマターハローの重力レンズシグナルを、流体シミュレーションによる理論予測と比較することである。我々は、シミュレーションで予測された銀河の光度分布が、観測結果より外側に広がっていることを示す結果を得た。これはシミュレーションのAGNフィードバックの影響が強すぎることを示唆する。本結果は、Huang及び申請者であるLeauthaudを筆頭著者とする論文として準備中である。天体物理学
植生地理学と環境考古学の融合による暖温帯落葉広葉樹林の由来解明

日本の暖温帯域を中心に分布する暖温帯落葉広葉樹林は,従来,極相林(照葉樹林)に対する二次林で副次的なものとされてきたが,東アジア大陸部では代表的大陸型落葉広葉樹林であり,この林についての植生地理学的研究が重要である.また,晩氷期以降の房総半島北部の植生を環境考古学の視点から復元すると,現在の暖温帯落葉広葉樹林は,最終氷期に低地に分布していた大陸型落葉広葉樹林を縄文時代以降,人間が利用することで成立したことになる.そこで,本研究では,従来連携がなかった植生地理学と環境考古学を融合して,極相林(照葉樹林)に対しての二次林(コナラ林,シデ類林)と捉えられていた日本の暖温帯域に分布する落葉広葉樹林の生い立ちや植生地理学的位置づけを新たな視点から統一的に理解する.極相林-二次林の対立的植生観を打破し,日本のコナラ林,シデ類林が大陸型落葉広葉樹林の一角を形成する重要な存在だという,従来とは全く異なる新たな槙生地理学的理解を提示することを目的とする.平成22年度は,西南-中部日本を中心とした低湿地遺跡の報告書に記載されている大型植物化石資料のデータベース化を行い,現在広域に分布しているスギなどの樹種の縄文時代での出土報告が地理的に限定しており,弥生時代以降の人為による分布移動が大きかったことや,アサダやマルミノヤマゴボウのように弥生時代以前のほうが現在よりも広域に分布した樹種もあることが明らかになった.奈良県南部や新潟県魚沼丘陵の最終氷期最以降の花粉データからは,最終氷期最寒冷期にはトウヒ属,チョウセンゴヨウやカラマツなどの針葉樹が低地で優占していたものの,その中にイヌシデ類やコナラ属の小林分が中部・近畿地方内陸部にまで広く分布していたため,晩氷期の急激な気温温暖化に伴ってそれらが急速に広がり,完新世前半には各地で落葉広葉樹林の主要構成要素になったことが明らかになった.日本の暖温帯域を中心に分布する暖温帯落葉広葉樹林は,従来,極相林(照葉樹林)に対する二次林で副次的なものとされてきたが,東アジア大陸部では代表的大陸型落葉広葉樹林であり,この林についての植生地理学的研究が重要である.また,晩氷期以降の房総半島北部の植生を環境考古学の視点から復元すると,現在の暖温帯落葉広葉樹林は,最終氷期に低地に分布していた大陸型落葉広葉樹林を縄文時代以降,人間が利用することで成立したことになる.そこで,本研究では,従来連携がなかった植生地理学と環境考古学を融合して,極相林(照葉樹林)に対しての二次林(コナラ林,シデ類林)と捉えられていた日本の暖温帯域に分布する落葉広葉樹林の生い立ちや植生地理学的位置づけを新たな視点から統一的に理解する.極相林-二次林の対立的植生観を打破し,日本のコナラ林,シデ類林が大陸型落葉広葉樹林の一角を形成する重要な存在だという,従来とは全く異なる新たな植生地理学的理解を提示することを目的とする.平成21年度は,現生植生地理の文献調査を行うとともに,西南日本を中心とした低湿地遺跡の報告書に記載されている大型植物化石資料のデータベース化を行った.さらに,大阪市立自然史博物館等での標本調査も行った.奈良県南部の晩氷期の大型植物化石データや新潟県魚沼丘陵の最終氷期最寒冷期の花粉データからは,最終氷期最寒冷期にはトウヒ属,チョウセンゴヨウやカラマツなどの針葉樹が低地で優占していたものの,その中にイヌシデ類やコナラ属の小林分が中部・近畿地方内陸部にまで広く分布していたため,晩氷期の急激な気温温暖化に伴ってそれらが急速に広がり,完新世前半には各地で落葉広葉樹林の主要構成要素になったことが明らかになった.日本の暖温帯域を中心に分布する暖温帯落葉広葉樹林は,従来,極相林(照葉樹林)に対する二次林で副次的なものとされてきたが,東アジア大陸部では代表的大陸型落葉広葉樹林であり,この林についての植生地理学的研究が重要である.また,晩氷期以降の房総半島北部の植生を環境考古学の視点から復元すると,現在の暖温帯落葉広葉樹林は,最終氷期に低地に分布していた大陸型落葉広葉樹林を縄文時代以降,人間が利用することで成立したことになる.そこで,本研究では,従来連携がなかった植生地理学と環境考古学を融合して,極相林(照葉樹林)に対しての二次林(コナラ林,シデ類林)と捉えられていた日本の暖温帯域に分布する落葉広葉樹林の生い立ちや植生地理学的位置づけを新たな視点から統一的に理解する.極相林-二次林の対立的植生観を打破し,日本のコナラ林,シデ類林が大陸型落葉広葉樹林の一角を形成する重要な存在だという,従来とは全く異なる新たな槙生地理学的理解を提示することを目的とする.平成22年度は,西南-中部日本を中心とした低湿地遺跡の報告書に記載されている大型植物化石資料のデータベース化を行い,現在広域に分布しているスギなどの樹種の縄文時代での出土報告が地理的に限定しており,弥生時代以降の人為による分布移動が大きかったことや,アサダやマルミノヤマゴボウのように弥生時代以前のほうが現在よりも広域に分布した樹種もあることが明らかになった.

奈良県南部や新潟県魚沼丘陵の最終氷期最以降の花粉データからは,最終氷期最寒冷期にはトウヒ属,チョウセンゴヨウやカラマツなどの針葉樹が低地で優占していたものの,その中にイヌシデ類やコナラ属の小林分が中部・近畿地方内陸部にまで広く分布していたため,晩氷期の急激な気温温暖化に伴ってそれらが急速に広がり,完新世前半には各地で落葉広葉樹林の主要構成要素になったことが明らかになった.
近代初期英国における寡婦・寡夫文学と若者文化との関連性についての歴史的研究

近代初期英国における寡婦・寡夫文学の以下の諸相を解明した。(1)近代初期英国における公共圏の成立と寡婦・寡夫文学との密接な関連性。寡婦が若い世代の女性たちと生成する近代初期英国の「公共圏」においては、男性の権力・権威が脱構築されること。(2)シェイクスピア劇においても、上記の「公共圏」が表象されていること。(3)シェイクスピア劇においては、寡婦と記憶の喪失の関連性が「公共圏」を補強する形で表象され、焦点化されること。(4)近代初期英国の若者たちによる民衆的制裁儀礼/祝祭シャリヴァリ(スキミントン、ラフ・ミュージック)が、寡婦・寡夫文学において表象されていること。本年度の研究実績は以下のとおりである。(1)近代初期英国の寡婦・寡夫文学を分析し、そのジャンルを同定し、作品内に表象された寡婦・寡夫像の諸相を軸に、寡婦・寡夫文学の特徴のデータベース化に着手した。(2)寡婦・寡夫のモチーフに着目した従来の研究を総括し、現代文学批評の動向を研究視野に収めながら、本研究で採用する批評視座の構築を行った。(3)近代初期英国における若者文化の歴史的諸相を、寡婦・寡夫文学との関連性に焦点を合わせながら解明した。喪や求愛・求婚の儀礼、あるいは五月祭、スキミントン(シャリヴァリ)、懺悔火曜日の無礼講だけでなく、若者文化形成と不即不離の関係にあったインタルードをも分析の対象とすることによって、歴史的相と寡婦・寡夫文学の関連性を浮き彫りにした。(4)近代初期英国における寡婦・寡夫文学と社会・経済構造の変動・流動性との関連性を解明した。(5)上の四つの成果を総合する形で、近代初期英国の寡婦・寡夫文学の代表作である、シェイクスピアの『ハムレット』を分析した。本作品においては寡婦のモチーフに焦点が合わされているが、とくにそれが最大に強調されるのが五幕二場においてである。この最終場面において、近代初期英国における寡婦を核として形成されていた公共圏が表象され、同時に、忘却の寓意ともいうべき「寡婦」ガートルードが記憶の化身となることにより、本劇最大のテーマである「記憶」が焦点化されていることを、当時の人文学者ヴィーヴェスの『女性キリスト教徒の教育』などを一次資料として用い、歴史的視座から解明した。(1)平成25年度に分析対象としなかった近代初期英国における寡婦・寡夫文学作品を分析し、そのジャンルの同定と、作品の制作年代・特徴のデータベース化を行った。(2)近代初期英国における若者文化と寡婦・寡夫文学との関連性を、とくに寡婦・寡夫の家庭・社会内の権力や地位と連関した、贈与の観念や儀礼に焦点を合わせて解明した。(3)寡婦・寡夫をモチーフにした古代ローマの喜劇、そして16ー18世紀イタリアのコメディア・デラルテの伝統と近代初期英国の寡婦・寡夫文学との関連性について分析した。(4)近代初期英国におけるドメスティシティの概念と寡婦・寡夫文学との関連性に焦点を合わせながら、家父長制家庭像の復元作業を行った。(5)平成25年度に引き続き、寡婦・寡夫文学と近代初期英国における社会的変動との関連性について研究を行った。(6)上の五つの成果を総合する形で、シェイクスピアの『十二夜』を、とくに寡婦としてのオリヴィア像に着目しながら、近代初期英国の寡婦・寡夫文学の伝統に掉さす作品として分析した。分析の結果は以下のとおりである。『十二夜』の初期観客のひとりである、ジョン・マニンガムは本劇に登場するオリヴィアを、観劇記録の中で「寡婦」とみなしているが、実際に本作品にはオリヴィア=寡婦として解釈することを可能にする寡婦・寡夫文学の種種の要素が含まれている。とくに執事マルヴォリオは、主人であるオリヴィアとの結婚を夢見ることによって、周囲の登場人物から民衆的制裁儀礼シャリヴァリの標的とされてしまう。「寡婦」であるオリヴィアとの結婚を夢見るマルヴォリオは、身分違いの結婚を志向する、民衆的制裁の対象者そのものであると結論づけることができる。(1)平成25、26年度に分析の対象としなかった寡婦・寡夫文学作品ーThomas DekkerのThe HonestWhore, Part I(1604)、John MarstonのThe Dutch Courtesan(1605)などーを分析し、前年度までに構築したデータベースに情報を加えた。(2)近代初期英国における若者文化と寡婦・寡夫文学との関連性を、ドメスティシティとジェンダー生成の概念変遷の側面から解明した。近代初期英国に関するドメスティシティとジェンダー生成の最新の研究成果を批評視座に取り込み、寡婦・寡夫文学と若者文化の密接な関係を浮き彫りにした。(3)近代初期英国の寡婦・寡夫文学の系譜と、若者概念の成型、そして若者の教育との関連性を、当時の家政学の書、教育書、コンダクト・ブックを分析することによって明らかにした。(4)全体の研究成果の総括を行った。(5)上の4つの分析から以下のことが解明された。(a)近代初期

英国における寡婦・寡夫文学はジェンダーやドメスティシティの概念によってきわめて厳密に規定されるジャンルであると同時に、当時のジェンダーやドメスティシティの概念を生成するイデオロギー装置であったこと、(b)寡婦・寡夫文学は若者が主役となる民衆的祝祭を含みこむことで、当時の若者文化を表象し、そうした文化の成熟を加速させるモメントとなっていたこと、(c)近代初期英国の寡婦・寡夫文学は、当時の権力と性の関係性を顕在化させる文化的装置であったこと。近代初期英国における寡婦・寡夫文学の以下の諸相を解明した。(1)近代初期英国における公共圏の成立と寡婦・寡夫文学との密接な関連性。寡婦が若い世代の女性たちと生成する近代初期英国の「公共圏」においては、男性の権力・権威が脱構築されること。(2)シェイクスピア劇においても、上記の「公共圏」が表象されていること。(3)シェイクスピア劇においては、寡婦と記憶の喪失の関連性が「公共圏」を補強する形で表象され、焦点化されること。(4)近代初期英国の若者たちによる民衆的制裁儀礼/祝祭シャリヴァリ(スキミントン、ラフ・ミュージック)が、寡婦・寡夫文学において表象されていること。交付申請書の「研究の目的」欄には、近代初期英国における寡婦・寡夫文学のジャンルの焦点化、近代初期の寡婦・寡夫像を復元することにより、当時の文学キャノン(canon)の見直しを行うこと、寡婦・寡夫文学と近代初期英国の若者文化の関連性を解明すること、の三点の目的を掲げたが、どの目的事項に関しても、平成26年度の研究実施計画に基づいて研究が行われ、当初期待していた研究成果を収めることができたから。人文学交付申請書に記載した「平成27年度の研究実施計画」どおりに研究を行う。交付申請書の「研究の目的」欄には、近代初期英国における寡婦・寡夫文学のジャンルの焦点化、近代初期の寡婦・寡婦像を復元することにより文学キャノン(canon)の見直しを行うこと、寡婦・寡夫文学と近代初期英国の若者文化の関連性を解明すること、の三つの目的を掲げたが、どの目的事項に関しても、平成25年度の研究実施計画に基づいて研究が行われ、当初期待していた研究成果を収めることができたから。平成26年度に出版されるはずであった書籍(物品費)が、次年度に延期して出版されることとなり、26年度中に購入することができなかった。ついては、その書籍を平成27年度に購入するために、その書籍の購入予定金額を次年度使用額とした。交付申請書に記載した「平成26年度の研究実施計画」と「平成27年度の研究実施計画」どおりに研究を行う。上の「理由」で述べたように、平成26年度に購入する予定であったにもかかわらず、出版が延期されている書籍を次年度使用額にて購入する。平成25年に出版されるはずであった書籍(物品費)が、次年度に延期して出版されることとなり、25年度中に購入することができなかった。ついては、その書籍を平成26年度に購入するために、その書籍の購入予定金額を次年度使用額とした。上の「理由」で述べたように、平成25年度に購入する予定であったにもかかわらず、出版が延期されている書籍を「次年度使用額」にて購入する。
材料物質内の結晶粒界を記述する数理モデルの解析と数学理論の新展開

本研究では、KobayashiーWarrenーCarter型の結晶粒界数理モデルを考察し、結晶粒界の漸近安定性に関する理論解析(時間無限大での解の漸近挙動、定常解の存在とその安定性、アトラクターの存在とその特徴付け)を行った。また、Kobayashi達が提唱した本来の線形拡散項がない数理モデルの可解性を示した。更に、物質の状態を表すAllen-Cahn方程式と結晶粒界運動方程式とを組み合わせた連立の数理モデルの解の存在を示した。また、強い特異性や非線形性をもつ液体固体相転移現象を記述する特異拡散方程式系に対する最適制御問題を提唱し、その解の存在と解になるための必要条件を示した。本年度は、Kobayashi-Warren-Carter型の結晶粒界数理モデルに対する解の漸近挙動を解の一意性なしで考察した。まず、定常問題を考察し、非線形項が一般の関数の場合、定常解(定常問題の解)は少なくとも1つ存在することを示した。非線形項がKobayashi-Warren-Carterにより提案された物理的に重要な関数の場合、定常解は一意に存在することも示した。次に、結晶粒界モデルに対する解の時間無限大での挙動を考察した。実際、結晶粒界運動に度する自由エネルギー関数やエネルギー不等式を用いて、非線形項が一般の関数の場合、解のω-極限集合は定常解集合の一部分であることを示した。特に、非線形項が物理的に重要な関数の場合、一意定常解は安定である、つまり、結晶粒界モデルの任意の解はすべて一意定常解に時間無限大で収束することも示した。このことは既にKobayashi-Warren-Carterによる数値実験で示されていたが、それを数学的に理論的に裏付けできた点は本年度の極めて重要な成果である。更に、非線形項が一般の関数のときの解の漸近安定性をアトラクターの立場から考察した。空間次元が一般の場合、結晶粒界モデルの解の一意性が期待できないので、対応する力学系は多価となるが、その多価力学系に対する大域的アトラクターの存在を示すことに成功した。これにより、非線形項が一般の関数の場合、多価アトラクターの意味で結晶粒界モデルの解の漸近安定性を示すことができた。結晶角度速度のモビリティ項が未知関数に依存する場合、結晶粒界モデルの解の時間大域的な挙動の解析(例えば、定常解に収束するまでの解析)は非常に困難であることがわかった。そこで、次に、モビリティ項が定数である場合を考察した。このとき、結晶粒界モデルの解は一意に存在し、結晶粒界の角度を表す関数は時間大域的に一様に零関数に収束することを示した。このことにより、モビリティ項が定数ならば、Kobayashi-Warren-Carter型の結晶粒界数理モデルにより生成された力学系は一価であり、それに対するアトラクターはAnen-Cahn方程式のアトラクターと零関数の直積集合と一致することが明らかになった。また、Kobayashi-Warren-Carterが最初に提唱した数理モデル、つまり、平均結晶方位に関する方程式に線形拡散項がない数理モデルについて考察した。これまで考察してきた結晶粒界モデルでは、平均結晶方位に関し線形拡散効果を考慮:していた。そこで、その線形拡散の係数を0に収束させるという極限解析方法を用いることにより、平均結晶方位に関し線形拡散項がない空間1次元モデルの解の存在を示すことに成功した。Kobayashi-Warren-Carterが最初に提唱した数理モデル(平均結晶方位の方程式に線形拡散項がない結晶粒界モデル)の解の存在を示すことができた点は、本年度の極めて重要な成果である。本年度は、以下の2点について考察した。1)等温度下での液体固体相転移現象で現れる結晶粒界問題の考察物質の液体固体の状態変化を表す運動方程式と結晶粒界モデルを組み合わせた連立の偏微分方程式系について考察した。そのモデルはKobayashiーWarrenーCarterにより提唱されたものであり、特異拡散項や多価関数項など、強い特異性や非線形性をもつ。それらの項の取り扱いが非常に難しく、また、連立の偏微分方程式系ということもあり、本来のKobayashiーWarrenーCarterモデルの理論解析は困難を極めた。そのため、本年度は、滑らかな拡散項を考慮した近似数理モデルの理論解析を行った。実際、非線形項が閉区間[0,1]上の指示関数の劣微分である場合、初期値が滑らかであれば、近似結晶粒界モデルの時間大域解が少なくとも1つ存在することを時間離散化法により示した。2)特異拡散偏微分方程式系に対する最適制御問題の考察液体固体相転移現象を記述する特異拡散を考慮した空間1次元数理モデルに対する境界値制御問題を考察した。

特に、数値解析的に考察するため、特異拡散項や非線形項を滑らかなもので近似した近似境界値制御問題を提唱し、その解をコンピュータを用いて数値実験的に求める為のアルゴリズムを提案するとともに、その収束性を理論的に証明した。本年度は,以下の2点を考察した。1)非自励系結晶粒界モデルの考察結晶角度速度のモビリティ項が時間と未知関数に依存している結晶粒界数理モデルを提唱し,そのモデルの解の存在と一意性を証明した。また,モビリティ項が時間に依存する場合,モビリティ項が未知関数にのみ依存している場合と同様に,定常解(定常問題の解)は少なくとも1つ存在し,解のω-極限集合は定常解集合の一部分となることが明らかになった。更に,非自励系結晶粒界モデルの漸近安定性をアトラクターの立場から考察し,時間依存モビリティ項が時間無限大のときに時間依存しない関数に収束する場合,空間次元が1ならば,非自励系結晶粒界モデルにより生成された多価力学系のアトラクターは,AllenーCahn方程式のアトラクターと定数零との直積集合を含むことを示した。また,空間次元が一般の場合,時間依存モビリティ項が時間無限大のときに定数関数に収束するならば,非自励系数理モデルのアトラクターは,AllenーCahn方程式のアトラクターと定数零の直積集合と一致することを示した。2)特異拡散偏微分方程式系に対する最適制御問題の考察液体固体相転移現象を記述する特異拡散を考慮した空間1次元数理モデルに対する最適制御問題を提唱し,非線形コスト関数を最小化する解(最適制御関数)の存在を証明した。また,特異拡散を滑らかな拡散で近似した近似最適制御問題を提唱し,その解の存在と解になるための必要条件を示した。更に,近似パラメータを0とするとき,近似最適制御問題の解の列はもとの最適制御問題の解に収束し,その解であるための必要条件は,近似最適制御問題の解になるための必要条件の極限として得られることを示した。結晶角度速度のモビリティ項が未知関数に依存する場合の考察が、当初の計画以上に難しいことが判明した。しかしながら、結晶角度速度のモビリティ項が定数であれば、結晶粒界数理モデルの解は一意であり、結晶粒界モデルのアトラクターはAllen-Cahn方程式のアトラクターにより特徴づけられることが明らかになった。これは、当初の計画では予想していなかった研究成果である。従って、総合的に考えると、交付申請書に記載した「研究の目的」の達成度については、『(2)おおむね順調に進展している。』と言える。25年度が最終年度であるため、記入しない。結晶角度速度のモビリティ項が時間と未知関数に依存していても,モビリティ項が未知関数にのみ依存している場合と同様な結果が成り立つことが明らかになった。これは,当初の計画では予想していなかった研究成果である。KobayashiーWarrenーCarterにより提唱された結晶粒界モデルは,物質が完全に固体化した後の結晶粒界の運動を表す数理モデルである。応用上は,物質が液体から固体へ変化するという状況を考慮する必要がある。