hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機無機ハイブリッド型ナノ微結晶半導体による極微小フォトニクス

本計測系を用い,単一のナノ微結晶の場合及び相互には独立ながら1,000個程度のナノ結晶を含む二種類の試料に対し,単一系に固有な明滅現象を中心に光物性評価を開始した。この過程で,光照射に伴う発光強度の増大効果を見出した。多くの光材料で光劣化が通常である中で極めて新規な現象であり,その機構を解明し合成技術に帰還できれば,格段に高い効率で且つ明滅のないナノ結晶を得る可能性があり,応用面でも大きな波及効果が期待できる。以下の項目を3年間で遂行する。即ち,1.高品位(サイズ領域の拡大,狭サイズ分布,高発光効率)II-VI族CdX(X=Se,S,Te)ナノ微結晶の合成,2.形状制御(形状分布,球形,棒状)及びクラスター配列制御(一次元鎖,高次結晶)の手法開発,3.配位分子種(水溶性,ラベル化,反応制御)の探査,4.各種ナノ微結晶の構造評価(電顕(TEM/SEM)観察,元素分析),5.電子・正孔閉じ込め効果のフォトニクス機能計測・解析(吸収・発光スペクトル,顕微画像分光計測,赤外分光計測,寿命・過渡応答),6.III-V族・IV族系への展開,電流注入・電界発光,レーザー発振等の新機能探査。前年度は1,2及び5の基盤固めに注力し,高発光効率化,形状制御,及び顕微画像計測において特に進展を得た。今年度はその格段の高度化と共に,その成果を基礎に3及び5に展開した。配位溶媒の選別を含む成長条件の最適化からは,CdSe/ZnS/TOPO系ナノ微結晶の発光の量子効率が室温でも80%に達するに至った。又,配位分子種の適切な選択と配合・温度条件の制御により,アスペクト比が5を超えるナノ量子ロッドの作成にも端緒を得た。これは,特に正孔波動関数の形状からの制御にも関連する。現在その光学的異方性の抽出を試みつつある。単一のナノ構造系の発光応答に特有な現象の一つに,明滅現象がある。これは,連続的な光照射下に置いて,発光光子の一重項バンチング時間に比べて遙かに長い時間領域迄広く分布して見られる現象で,この原因解明は光物性物理学的にも応用上にも有意義である。ここでは,極性分子種,特に反応・成長時には極めて害の大きい水分子の存在が,滅状態の抑制に働くことを見出し,その光物理的なモデルを提案した。その計測には単一のナノ微結晶のスペクトル計測を可能にしたことも大きく貢献した。更に,液体ヘリウム温度での単一ナノ微結晶計測の整備にも着手した。分子性J-会合体との比較検討も視野に入れて,ナノフォトニクス物性計測の基盤固めを進めた。以下の計画を3年間で遂行した。即ち,1.高品位(サイズ領域の拡大,狭サイズ分布,高発光効率)II-VI族CdX(X=Se,S,Te)ナノ微結晶の合成,2.形状制御(形状分布,球形,棒状)及びクラスター配列制御(一次元鎖,高次結晶)の手法開発,3.配位分子種(水溶性,ラベル化,反応制御)の探査,4.各種ナノ微結晶の構造評価(電顕(TEM/SEM)観察,元素分析),5.電子・正孔閉じ込め効果のフォトニクス機能計測・解析(吸収・発光スペクトル,顕微画像分光計測,赤外分光計測,寿命・過渡応答),初年度は1,2及び5の基盤固めに注力し,高発光効率化,形状制御,及び顕微画像計測において特に進展を得た。次年度はその格段の高度化と共に,その成果を基礎に3及び5に展開した。最終年度である今年度は,配位溶媒の選別を含む成長条件の最適化によりCdSe/ZnS/TOPO系ナノ微結晶の発光の量子効率は室温でも80%に達するに至った技術を基盤として,ロッド構造の合成を展開し,複数種の混合配位溶媒の機能と性能評価,ロッド成長機構の詳細に関して知見を集積した。
性差のエピゲノム解析

哺乳類の雌雄の違いは性染色体(X、Y)によると考えられてきたが、発達や様々な病気を雌雄の違いで考えると性染色体のみでは説明が困難である。雌雄で同じ常染色体でもゲノムDNAの利用法に違いはないだろうか?本研究では、DNAメチル化解析やヒストン修飾解析を行い、常染色体のゲノムの長期利用に性差を示す領域が存在することを明らかにした。雌雄はゲノム配列が同じ常染色体であっても、性依存性にゲノムの利用を変えている。平成21年度のゲノム全域のDNAメチル化解析(D-REAM法)の結果を基とし、同定したT-DMRの解析および新たに精子・精原細胞を含む複数の組織・細胞のD-REAM法による解析を進めた。性ホルモン依存性T-DMRの同定と発生・分化のDNAメチル化ダイナミクス:21年度に同定したT-DMRのうち複数領域について、性腺切除・性ホルモン付加手術を施した成熟雌・雄マウスの主要な組織(肝臓・大脳等)でのメチル化状況を調べた。その結果雄性ホルモン依存的にメチル化が変化する領域を見いだした。この領域のメチル化状況は発生時期依存的に変化することも確認した。性染色体の染色体全域のメチル化変化:未分化ES細胞と成体組織とを比較すると、常染色体、性染色体ともに、雌雄共通したT-DMRを同定することができ、ESで脱メチル化している遺伝子の周辺にはSINE、メチル化されている遺伝子周辺にはLINEが多いという特徴を示した。しかしX染色体に着目すると、雄では成体で高メチル化を示すのに対し、雌では成体で低メチル化と雌雄で異なる傾向を示した。興味あることにX染色体はLINEが多くSINEがほとんど無いという特徴を持つことから、X不活化とDNAメチル化プロフィールの形成との関連について新たな切り口を与えている。さらに雌雄で異なるメチル化変動を示す遺伝子には、複数の疾患関連遺伝子が含まれることが判明した。少量サンプルの解析技術の確立:T-DMRの多領域・少量サンプルメチル化解析技術確立を目的とし、T-DMRを持つ遺伝子の多領域・少量サンプルでの発現解析法の検討を行い、系を確立した。卵特有ピストン(Hlfoo)のDNAメチル化プロフィール形成への関与:Hlfooは、卵でのみ発現し、受精後速やかに消失する。またHlfoo遺伝子はT-DMRを有し、雄や雌組織で高度にメチル化される。雄のES細胞にHlfooを強制発現させたところ、一部の卵子形成に重要な遺伝子領域のメチル化が変化することを確認し、卵子のDNAメチル化プロフィール形成に関与することが示唆された。前年度までのゲノム全域のDNAメチル化解析結果を基とし、性差DNAメチル化可変領域(S-DMRs)について以下の項目について重点的に解析を進めた。性ホルモン依存性雌雄T-DMRの同定とDNAメチル化による雌雄遺伝子発現制御:22年度までに同定した、性ホルモン依存的S-DMRsの中には、雄で脱メチル化されるもののみならず、雌で脱メチル化を示すものが存在することを明らかにした。S-DMRsは発現においても性差を示す遺伝子の転写開始点近傍にあるが、興味あることに、これらは成長時期依存的に変化する。このことから、成長依存的脱メチル化パターンへのGHの関与を仮説として検討を加えた。ゲノムワイドDNAメチル化解析:雌雄のDNAメチル化可変領域の組織特異性を確認するため、新たに理研BRCより入手した雌雄のES細胞のD-REAM解析を行った。多くの点でこれまでの結果を裏付けるものであったがlX染色体のメチル化状況に関して、分化状況を含め検討すべき項目があることが分かった。一方、肝臓において、メチル化率で認められる雌雄の性差が遺伝子発現の性差とは関連していない、常染色体上のS-DMRsを同定した。これらのS-DMRsが脳・ESで雌雄差を認めないことから肝臓特異的S-DMRsであることを確認した。卵特有ヒストンH1(H1foo)のDNAメチル化プロフィール形成への関与:これまでに卵子特有のヒストンH1であるH1fooのDNAメチル化プロフィール形成への関与を見いだしていたが、この領域でのDNAメチル化変化がH1fooの標的部位への特異的結合とヌクレオソーム位置の変化の誘発を伴うものであり、結果としてES細胞の分化抑制を起こすことを見いだした(論文投稿中)。脳機能の性差とエピジェネティクス:発達過程での認知機能について、特に海馬依存性が高いと考えられる空間連想記憶能について、4週齢時で雌雄差を認めた。この時期に対応する海馬神経細胞で、ヒストン修飾状況の性差が示唆されたため、引き続き検討を重ねる。2010年度に核ゲノムコードミトコンドリアタンパクをコードする遺伝子領域にはT-DMRsがあり、ミトコンドリア機能はエピジェネティクス制御下にあることを明らかにしているが、その下で性差を示す領域が見つかった。

また、子宮筋腫ではX染色体T-DMRsのエピジェネティクス異常があることが判明した。雌雄のマウス肝臓で発現が異なる遺伝子領域に注目しDNAメチル化状況解析した。その結果、複数の遺伝子領域で雌雄に差があることが明らかになり、これらは加齢に伴い差が顕著になる傾向があった。性差を生じる原因として成長ホルモン(GH)が関与し、また加齢に伴い低メチル化が加速するメス肝臓ではDNAメチル転移酵素(DNMT3A/B)が低下することも明らかになった。他に、GH非依存的性差領域も発見し、アンドロジェン依存的に染色体の凝縮状態に差が認められた(投稿済)。また、DNA脱メチル化に関与するTET2の発現がアンドロジェンに依存して変化することも明らかになった。雌雄の脳の違いを生みだす神経発達を知る目的で、マウス脳の発達に伴うT-DMRを探索した。マウス胎生11.5日および14.5日より得た神経細胞塊のゲノムをD-REAMで解析し11.5日から14.5日で変化する1,403のT-DMR情報を得た。これらの中には神経分化や中枢神経疾患に重要な遺伝子領域が含まれていた。申請者らは最近、新たなヒストン修飾(O-GlcNAc修飾)を見出した。O-GlcNAc転移酵素(OGT)はX染色体に存在し、マウスとヒトでOGT発現はメス胎盤でオス胎盤に比べ高い。マウス栄養膜細胞幹細胞(TS細胞)でOGTの発現を調べたところ、メス由来TS細胞ではオス由来TS細胞より発現が高いことが明らかになった。約2万か所のOgt標的領域をChIP-Seq法で同定し、メス由来TS細胞では12,888遺伝子領域が、オス由来TS細胞では6,591領域が特異的であった(投稿準備中)。他のリンカーヒストンと異なり遺伝子領域を弛緩させることを先に報告しているメス生殖細胞でのみ機能するH1fooの標的領域の探索も行った(投稿準備中)。古くから筋の衰えは女性で顕著であることが知られている。分子機構解明のためラット筋前駆細胞培養系を確立し、筋前駆細胞から分泌されるSPARCが脂肪細胞への分化を抑制し、筋管細胞形成を促すことを見出した。1)性染色体と常染色体の性差ダイナミズムエピゲノムデータベースの構築DNAメチル化解析法COBRAによって得られたメチル化の実測値を基に、D-REAM法のバイオインフォマティクス解析ワークフローの改良を行い、偽陽性率を軽減させることに成功し、新たに複数箇所のS-DMRの同定に成功した。その中には、O-GlcNAc基をタンパク質に付加するO-GlcNAc転移酵素Ogtが含まれており、雌胎盤では雄に比べてOgt遺伝子座が低メチル化状態であった。また、多くのS-DMRは生後4週齢目から形成されること、S-DMRの中には成長ホルモン依存・非依存のものが存在することが明らかとなった(revise中; Takasugi M et. al., Mechanisms of Ageing and Development, 2013)。より詳細なエピゲノムデータベースを目指しD-REAM法で解析可能な領域以外のS-DMRの同定を目指し次世代シークエンサーを用いたゲノムワイドDNAメチル化解析法DREAM-seqとHELP-taggingによるデータの取得を行った。2)雌雄エピゲノム形成に関わるヒストンの機能解析雌生殖細胞特異的リンカーヒストンH
すばる望遠鏡トモグラフィー補償光学で明かす銀河骨格の確立過程

大気揺らぎのトモグラフィー測定を行う系について、単体のシャックハルトマン波面センサーのプロトタイプについてはレーザーガイド星の高さ変化を模擬する光学系と組み合わせて、組み上げ調整と光学試験を行った。光学機械系を駆動し高速カメラによるデータ取得を行う制御系の開発を進め、データ取得まで問題なく行えることを確認した。トモグラフィー大気揺らぎ測定に必要となる4台の波面センサーのユニットについては光学設計を進め、トモグラフィー測定に必要となる光学性能を達成し、光学的・機械的な条件を満たす解があることを確認した。一部の構成部品については購入して駆動試験を行った。すばる望遠鏡に搭載する新しいレーザーガイド星システムについては納品され、実験室での調整実験を行い、予定通りの輝度が得られることを確認した。この結果に基づき、レーザー転送光学系の設計と組み上げを行った。近傍宇宙から赤方偏移1の宇宙にある銀河について、高空間分解能の撮像データを用いて、その内部で星形成と星質量の集積がどのように進んできたかについて調べる研究を進めた。スローンデジタルスカイサーベイの公開データを用いて、各領域ごとにスペクトルエネルギー分布を求めることで、銀河内部の星や星形成の分布を定量的に評価する手法を確立し、論文として出版した。同じ手法を遠方宇宙の高空間分解能の撮像データに対しても適用し、銀河の円盤部の星集積による星の半径分布の進化は、観測された星形成の半径分布を積分したものでうまく説明ができ、劇的な半径方向の移動は必要としないという結果を得た。レーザー光源の供給元であるメーカーのレーザー光源の需要が世界的に高まったため、レーザー光源を納品した後に必要となる現地調整作業に時間がかかり、繰り越しして現地調整作業を行うこととなった。それに伴い、レーザー光源の現地調整の結果に基づいて行う予定であった単体のシャックハルトマン波面センサーの光学系の最終設計やトモグラフィーシャックハルトマン波面センサーの光学系の初期設計にも遅れが生じた。当初の予定に対して遅れが生じたものの、単体のシャックハルトマン波面センサーと新規レーザーガイド星の試験観測は2020年上旬に行う予定であり、大きな影響はなく研究を進める予定である。トモグラフィー大気揺らぎ測定のためのシャックハルトマン波面センサーユニットについても光学系の最終設計を固め、製作を開始しようとしており、大きな問題はない。レーザーガイド星の光源系についても光学・機械系の設計は進んでおり、実際の製作に移る予定である。並行して進めている、高空間分解能のデータによる銀河進化の研究や、可視分光による銀河の星形成と中心核活動の研究では新しい成果が得られており、高空間分解能の面分光観測を実現すれば良い観測ターゲットとなると考えられ、準備研究は順調に進んでいる。
免疫受容体TREM2に着目した炎症性骨破壊のメカニズム解析と治療戦略の検討

歯周病などによる炎症性骨破壊では、炎症が進むにつれて、細菌のLPSや炎症性サイトカインにより、破骨細胞の分化・活性化が起こり、不可逆的に歯槽骨が吸収されていく。そこで、破骨細胞を活性化するRANKLのシグナルと炎症を惹起するLPSのシグナルを同時に抑制するという目的で、なるべく発現が破骨前駆細胞とマクロファージに限局している分子として、免疫受容体TREM2に着目した。炎症性骨破壊におけるTREM2の役割を明らかにする事により、炎症を抑えながら、いち早く破骨細胞の活性化を抑制する新しい治療戦略を開発する事が期待される。
感情障害への認知行動療法の統一プロトコル：評価尺度の標準化と治療プロセスの検討

これらの尺度は5項目からなり、回答時間は2ー3分程度である。さらに、不安や抑うつに特化した回避行動、重症度、機能障害を問う項目が含まれ、心理的・認知的な症状を主とする既存の尺度(e.g., Stait-Trait Anxiety Inventory, Beck Deppression Inventory等)で測定されない包括性を含んでいる点にも特徴がある。そのため、これらのOASISおよびODSISは、認知行動療法のセッションなど臨床場面で実施できる簡便な尺度であるだけでなく、不安や抑うつの重症度と機能障害を的確に測定できると期待できる。本年度は、英語版の原著者の確認を含めたバックトランスレーションを通したこれらの尺度の翻訳、研究デザインの策定、倫理委員会の承認手続きを進め、調査を実施した。25年度が最終年度であるため、記入しない。
積層型誘電泳動電極による液中微小懸濁物の高効率分離装置の開発

不均一な電界中において生じる誘電泳動を利用した分離は分離対象物の選択性が高い反面、従来電極では分離処理能力が低く迅速に大量分離することが困難である。本研究では分離の場となる誘電泳動電極を多数積層し大量分離が可能となる電極とそれを用いた分離装置の開発を行った。本課題で積層型誘電泳動電極というこれまでにない方式で分離処理量を向上できうる可能性を示したが、選択分離性の向上等課題も多い。しかし、従来の手法では分離のできない液中懸濁物に対する分離手法の一つとしての可能性を示した。従来の手法では大きさ形状等に差がないために分離できなかった液中微小懸濁物を誘電泳動によって分離する研究が行われているが、誘電泳動による分離は分離対象物の選択性が高い反面、既往の研究で主に用いられているチップ上の薄膜電極では分離処理能力が低く迅速に大量分離することが困難である。これを解決するため、本研究では分離の場となる誘電泳動電極を多数積層し大量分離が可能となる電極とそれを用いた分離装置の開発を行った。効率よく大量分離可能な電極について検討するため、最適な電極形状に関して電界解析による検討を行った。その結果、積層する電極に使用する線径を細くすることで飛躍的に誘電泳動力が強くなるため、分離効率が上がることが示唆された。次に、電界解析結果を基に20層積層した積層型誘電泳動電極のプロトタイプを作製し、実験を行った。実験の前段階としで、酵母の生菌と死菌を分離することができる周波数に関して調べたところ、分離に最適な周波数は5MHzであることがわかった。分離実験には酵母の生菌と死菌が含まれた懸濁液を用いた。その結果、流量60m1/hの処理量でも両者を分離可能であるという結果を得ており、これは誘電泳動電極の処理能力としては最高レベルの性能である。現時点では選択分離性が既存の物と比べて劣っていること、カラム形状であるためある長時間処理を行うと捕集した酵母生菌が飽和し、分離ができなくなるという欠点がある。しかしながら、積層型誘電泳動電極というこれまでにはなかった新たな方式で処理量を向上させることが可能であることを示すことができた。これは従来の手法では分離のできない液中微小懸濁物を誘電泳動によって大量に分離できる可能性を示したもので、非常に意義のあることである。近年、不均一電界中において生じる誘電泳動現象を利用した液中懸濁物質の分離に関する研究が盛んに行われている。誘電泳動による分離は分離対象物の選択性が高い反面、既往の研究で主に用いられているチップ上の薄膜電極では分離処理能力が低く迅速に大量分離することが困難である。昨年度は、電界解析結果を基に20層積層した積層型誘電泳動電極のプロトタイブを作製し、実験を行った結果、分離が成されているとの結果を得たため、今年度は積層数をさらに増やし、その効果に関して検討を行った。分離実験には酵母の生菌と死菌が含まれた懸濁液を用いて、電極には周波数5MHzの交流電界を印加し、生細胞のみの選択的トラップによる分離実験を行った。積層数の増加によってカラム中に保持できる細胞数は増加したが、そのカラム形状から長時間処理を行うと捕集した酵母生菌が飽和し、分離ができなくなるという欠点が認められた。また、生細胞だけでなく、本来トラップされないはずの死細胞までトラップされ、選択分離性にはやや疑問が残る形となった。効率よく誘電泳動トラップするため、誘電泳動力が強くなるよう電極の線径を細くしたが、それによって電極が入り組んだカラム構造となり、流れによって細胞を排出することが困難になったためと考えられる。本課題で積層型誘電泳動電極というこれまでにない方式で分離処理量を向上できうる可能性を示したが、選択分理性の向上等課題も多い。しかし、従来の手法では分離のできない液中懸濁物に対する分離手法の一つとしての可能性を示すことができた。
小中学校用パソコンの試作と教材開発支援システムの開発

本研究は,コンピュータに不慣れな教師でも簡単に教材が開発できるような環境を整えることと,小中学生でも操作できるような新しいタイプの学習用パソコンを開発することを目的とした.研究開発は,大学側と企業側に分担し,大学側では主としてソフトウェアの開発を行い,企業側ではそれに応じてハードウェアの操作を行った. 2年間の継続研究により,次のような成果が得られた.(1)現在のパメコンに,入出力機器やメモリ等を増設して,プロトタイプのハードウェア(試作1号)を構成した.(2)教材開発用の支援ソフトを開発し利用できるようにした.(3)教材開発支援ソフト用の自学自習用テキストを開発した.これに基づいて,鳴門教育大学の大学院に研修に来ている教職員を対象とした.講習会を数回実施し,支援ソフトウェアの改善,バージョンアップをはかった.(4)上記の学習項目に基づいて,特に,小学校で教科にまたがって利用できるような汎用のソフトウェア,小学校用の「お絵かきソフト」「子供用マルチプラン」を開発した.(5)これらのソフトを用いた実験授業を企画し,実施した.また,実践事例を分析して問題解決における学習場面での学習者の活動を追跡し,問題点を明確にした.(6)上記の成果から,小学校でしかもグループに1台の割合で利用する場合のソフトウェアの機能およびハードウェアの機能が明らかになったので,これに基づいて,試作2号を設計し,開発した.これらをそれぞれ研究成果の一部は,すでに,関連する学会や研究誌に報告した.また,詳細は,研究成果報告書にまとめた.本研究は,コンピュータに不慣れな教師でも簡単に教材が開発できるような環境を整えることと,小中学生でも操作できるような新しいタイプの学習用パソコンを開発することを目的とした.研究開発は,大学側と企業側に分担し,大学側では主としてソフトウェアの開発を行い,企業側ではそれに応じてハードウェアの操作を行った. 2年間の継続研究により,次のような成果が得られた.(1)現在のパメコンに,入出力機器やメモリ等を増設して,プロトタイプのハードウェア(試作1号)を構成した.(2)教材開発用の支援ソフトを開発し利用できるようにした.(3)教材開発支援ソフト用の自学自習用テキストを開発した.これに基づいて,鳴門教育大学の大学院に研修に来ている教職員を対象とした.講習会を数回実施し,支援ソフトウェアの改善,バージョンアップをはかった.(4)上記の学習項目に基づいて,特に,小学校で教科にまたがって利用できるような汎用のソフトウェア,小学校用の「お絵かきソフト」「子供用マルチプラン」を開発した.(5)これらのソフトを用いた実験授業を企画し,実施した.また,実践事例を分析して問題解決における学習場面での学習者の活動を追跡し,問題点を明確にした.(6)上記の成果から,小学校でしかもグループに1台の割合で利用する場合のソフトウェアの機能およびハードウェアの機能が明らかになったので,これに基づいて,試作2号を設計し,開発した.これらをそれぞれ研究成果の一部は,すでに,関連する学会や研究誌に報告した.また,詳細は,研究成果報告書にまとめた.本研究は、教育現場に設置し、計算機に不慣れな教師でも教材を簡単に開発できるようなハードウェア・ソフトウェアの環境を整えることと、小中学生でも簡単に操作できるような小中学生用パソコンの基本機能を明らかにし、モデルシステムを操作することを目的としている。まず教材支援ソフトウェアについては、本研究費で購入したパソコンネットワークシステム上に、イメージスキャナとマウスを接続し、絵情報をモジュール化して再合成できるような教材作成用システムを開発し、利用できるようにした。さらに、現職教員向けの教材作成演習講習会を数回実施して評し、改良を加えて、実用の段階までいたっている。この成果は、研究センターの紀要等に報告した。次に、小学校段階の子どもたちに対し、コンピュータを道具として利用できるようにするため「物語を作ろう」「子どもマルチプラン」等の汎用ソフトウェアを開発し、小学校3年生1クラスに、総計14時間のカリキュラムを開発して実施した。このとき、各グループごとの子どもたちの発言,行動,およびコンピュータの画面をVTRに録画し、あとで分析比較して、コンピュータの操作上の問題、ソフトウェア上の問題、カリキュラム構成上の問題点等を検討した。これらの成果は、日本教育工学会、電子通信学会等に報告した。また、小中学校段階においては、「教師のかわりとしてのコンピュータ」より、「子どもの学習の道具としてのコンピュータ」が重要であるという視点から、また、コンピュータに出合うまえに、情報に関する基本的能力を身につけておくことが必要であるという視点から、情報教育カリキュラムの枠組を検討し、整理した。現在、この枠組のもとに、ハードウェア・ソフトウェアの開発を進めている。
南海地震による孤立域の救援・復興に向けた輸送路の健全性評価と文化財保全

南海地震の発生がクローズアップされている。南海地震では津波被害に関心が集まっているが、地盤災害も極めて重要な問題である。高知平野や徳島平野の沿岸域での液状化災害、山間地での斜面崩壊は人的被害を招くだけでなく、道路ネットワークを寸断する。今、南海地震が起これば、国道32号線の復旧は一ヶ月以上、国道56号線とJR予讃線は復旧の見通しが立たず、国道33号線は数週間というように、高知県は陸の孤島と化す。また山間地では多くの集落が孤立することが予想されている。また、四国に点在する文化財も被害を受けることが予想される。本研究では甚大な被害が発生し、孤立化が予想される高知平野の詳細な地震動解析を行うとともに四国の主要道路の健全性検討を行い、ハザードマップを作成した。また四国に点在する文化財、特に八十八ヶ寺の地盤の動的特性を明らかにした。南海地震の被害予測のために平成20年度には以下の研究を実施している。○地盤情報DBの構築...数万点にも及ぶ膨大な地盤調査資料の収集、既存資料に基づく地盤特性の分析、地震動特性の分析、液状化特性の分析などを行った。○四国の沖積地盤の液状化検討...高知平野や徳島平野では広い範囲で液状化被害が予測される。四国の砂質土地盤の液状化特性は今まで殆ど調べられていない。特に、高知平野に広がる火山灰土に関しては全く調べられていない。そこで、これらの土の液状化特性を室内実験により解明している。○地盤の動的性質の解明...地盤の動的性質を現地のPS検層、微動観測や室内実験により明らかにしている。高知平野の地盤の動的特性を大まかには解明できた。○強震動シミュレーションのための電子地盤図の作成...地盤情報DBを用いて表層地盤モデルを作成し、表層の地震応答解析を行い、地盤の液状化検討や要注意地盤抽出のための基礎資料とする。また、深層地盤構造モデルを作成し、強震動シミュレーションを実施するための基礎資料とする。○文化財の保全検討...四国88ヶ寺や道後温泉本館などの文化財の資料収集を行う。それを元に要注意の文化財を抽出する。85番札所八栗寺の五剣山が1707年宝永地震によって崩壊した事例はすでに調べ始めている。今年度行った研究成果をあげると次のようである。・地盤情報DBの構築・・・四国の各沖積地盤のボーリングデータを2万本以上収集し、地盤データベースを構築した。また、これをもとに高知平野と松山平野に関して250mメッシュで電子地盤図を作成した。電子地盤図の作成に際しては、微地形や火山灰など既存のデーダはすべて活用している。・地盤の動的性質の解明・・・高知平野を対象にPS検層データの収集、動的要素試験の実施、常時微動観測、アレイ観測などにより地盤の動の動的性質を解明した。・強震動シミュレーションの実施・・・作成した表層の電子地盤図ならびに深層地盤図を用いて、想定される東南海・南海地震動の予測が可能となった。・文化財の保全検討・・・四国八十八ヶ寺の常時微動観測を行った。これをもとに南海地震に対して地震動被害の発生が想定される寺院を抽出した。また、その寺院に関して地質学的検討を加えた。・道路綱の健全性評価・・・道路の健全性に関して、地すべり並びに斜面崩壞と液状化の観点から検討を行った。液状化被害に関しては、砂地盤が厚く堆積しているNEXCOの徳島道に関して検討を行った。地すべりと斜面崩壞に関しては、地形解析と国土交通省が毎日実施している道路点検データならびにのり面点検データを基に、CISデータベースを構築した。このデータベースを用いて斜面災害に関する道路の健全性評価を行った。最終年度であり、前年度に引き続き、また前年度の成果をもとに以下の研究を行った。・地盤情報DBの構築...昨年度までに構築した四国地域の沖積地盤の地盤DBを更に充実させた。それとともに、松山平野と高知平野の電子地盤図を250mメッシュで完成させた。また、四国の県庁所在地以外の主立った沖積平野に対しても地盤DBを構築するとともに、地層図や各種地盤物性を整理した。・強震動シミュレーションの実施...四国地盤情報データベースなどを活用して、精度の高い表層地盤モデルと深部地盤モデルを構築し、それに基づいて、高知平野を対象として地震動解析を行った。

なお、地震動解析は、短周期地震動と長周期地震動を別の方法により作成し、ハイブリッド合成することにより行った。本解析により、高知平野の詳細な地震動の挙動を明らかにした。これらの成果はハザードマップの作成などに今後活用していく。・文化財の保全...昨年までに実施した四国八十八ヶ寺などの文化財の立地地点に対する常時微動観測結果をもとに、斜面に位置しており、地盤が比較的悪いと思われる対象地の現地踏査を行い、地震時の安定性に関して検討を加えた。・幹線道路網の地震時地すべり危険度検討...四国の主要国道を対象にGISDBを構築し、地震時の地すべりや斜面崩壊に対する安定性を検討した。それをもとに、道路網に関する地すべりハザードマップを作成した。なお、これらの検証には四国地方整備局が実施している道路点検データとのり面点検データを活用した。
DNAマイクロアレイを用いた脂肪細胞増殖に関わる遺伝子群の同定

肥満は脂肪組織の増大した状態である。肥満においては個々の脂肪細胞が肥大するとともに、脂肪細胞数の増加を伴うことから、脂肪細胞増殖の分子メカニズムを解明することは、肥満の分子病態の理解や肥満のより適切な治療法に寄与する可能性がある。本研究では脂肪細胞増殖の分子メカニズムの解明のため、脂肪細胞増殖期に特異的に発現する遺伝子群の解析を行い、DNAマイクロアレイを用いた検討により、脂肪細胞増殖期に一過性に発現する遺伝子薬50個を同定した。また、FGFファミリーに属する自己分泌性因子であるFGF10が、脂肪細胞増殖期に一過性に発現することに着目し、その機能解析も行った。優位抑制型FGF受容体や可溶性FGF受容体を用いて、脂肪細胞分化過程におけるFGF10のシグナルを遮断すると、脂肪細胞の増殖はほぼ完全に抑制された。また、FGF10のシグナルの遮断により、分化の初期段階に必須の転写調節因子であるC/EBPβの発現が著明に抑制され、それに伴い終末分化も抑制された。また、脂肪細胞分化過程におけるFGF10のシグナル伝達には、p70S6-キナーゼを介した経路が重要であることも見出した。すなわち、FGF10は脂肪細胞の分化過程で一過性に分泌され、自己分泌機構を介して脂肪細胞の増殖と分化の両者に重要な機能を果たすことが明らかとなった。FGFファミリーに属する遺伝子が脂肪細胞分化において機能すること、また、脂肪細胞分化過程で自己分泌性因子の作用が必須であることは全く新規な知見である。今回の研究結果は脂肪細胞の分化増殖機構への理解に大きく寄与するものと考えられる。
次世代汎用量子コンピュータの実現可能性に関する研究

平成18年度は量子コンピュータの命令セットについて,シミューレータによる動作検証を進めるとともに,FPGAによるエミュレータテストベッドボードの実現を試みた.また,国内外の旅費を中心に用いてさまざまな研究者の意見や成果発表を行った.申請者はすでに,ShorやGroverのアルゴリズムを解析し,汎用量子コンピュータに必要とされる具体的な命令について検討を行い,従来の計算機アーキテクチャの観点から量子コンピュータの持つべき命令セットを洗い出している.さらに,その命令セットを実現する汎用の量子コンピュータアーキテクチャの内部ブロックの仕様を確定し,データパスはそれぞれのユニットの制御信号の設計を行った.ここで提案するアーキテクチャは,まずShorの因数分解アルゴリズムに代表される数種の量子アルゴリズムを検証した結果より抽出された量子命令セットを含む.そして,進展が目覚しい量子通信分野において,その基礎理論となる量子テレポーテーション理論を用いてコンポーネント間の情報伝達を行い,さらに量子コンピュータにユニークな,量子初期化レジスタ,量子が絡み合った状態のEPRペアから構成されるEPRレジスタ,量子ALUをコンポーネントとして含む量子ユニットと従来のモデルとしてのフォンノイマン型ユニットを融合した形態のハイブリッドアーキテクチャである.また,これまでのプログラム内蔵方式とソフトウェアを柔軟に継承することが可能になる.本アーキテクチャが,大規模な量子計算を量子ワイヤリングで全て構成された量子回路で処理するような完全な量子コンピュータが数十年後に実現されるであろうその一歩手前のプロトタイプとして位置付けられるという点で意義高いものと考える.本研究は,効率的な量子アルゴリズムを模索する量子計算理論研究と,量子デバイスの実現を目的とする実験物理研究の手法の中間を補い,各研究を関連付けることを目指し,汎用的な量子コンピュータ・アーキテクチャの抽象モデルを提案することを目的とする.本年度は,まず量子コンピュータを実現するためのデバイス技術を調査し,量子コンピュータが抱える,実現に向けてのハードルをクリアするための将来的な技術について調べた.現時点において,量子コンピュータの基本ゲートとなる量子回路をどのように接続するかが問題となっている.すなわち,従来の電子回路を結ぶ金属線の役割を果たす量子回路間のワイアをどのように実現するかが第一の焦点である.イオン化などの化学的な手法による提案もなされているが,量子力学のその性質から光を用いた光子間の非線形相互作用を用いた方法が検討されているが,実現方法において困難な状況にあることがわかっている.そこで,我々が提案しよとする命令セットの妥当性を検証するために,汎用量子コンピュータのシミュレータの設計に着手し,PCやFPGAボードを用いてシミュレーション環境を構築し,命令セットの動作を検証する準備が整った.また,量子コンピュータの核となるプロセッサだけでなく,データの読み書きに必要なメモリ素子を提案し,その実現方法についても現在の光半導体技術の現状と将来的な見込みをもとに考察を進めている.そして,最終的な量子コンピュータチップのサブセットとなるイメージを考案し,メモリアーキテクチャ,入出力機構の基本的なコンセプトを確立し,それをまとめつつある.本研究は,効率的な量子アルゴリズムを模索する量子計算理論研究と,量子デバイスの実現を目的とする実験物理研究の手法の中間を補い,各研究を関連付けることを目指し,汎用的な量子コンピュータ・アーキテクチャの抽象モデルを提案することを目的とする.本年度は,量子コンピュータのシミュレータを実現するための方式を検討し,その着手を行った.我々が提案しようとする命令セットの妥当性を検証するために,汎用量子コンピュータのシミュレータの設計を詳細化し、FPGAによるシミュレータの実現に向けて、現在デバッグを進めている.また,先進的なアーキテクチャについて活発な議論を進めるためにInternational Workshop on Innovative Architecture (IWIA)を企画し,日米のアーキテクチャにおける研究者を集め,量子コンピュータを含めた今後の先進的なアーキテクチャに関する議論を行った.平成18年度は量子コンピュータの命令セットについて,シミューレータによる動作検証を進めるとともに,FPGAによるエミュレータテストベッドボードの実現を試みた.また,国内外の旅費を中心に用いてさまざまな研究者の意見や成果発表を行った.申請者はすでに,ShorやGroverのアルゴリズムを解析し,汎用量子コンピュータに必要とされる具体的な命令について検討を行い,従来の計算機アーキテクチャの観点から量子コンピュータの持つべき命令セットを洗い出している.さらに,その命令セットを実現する汎用の量子コンピュータアーキテクチャの内部ブロックの仕様を確定し,データパスはそれぞれのユニットの制御信号の設計を行った.ここで提案するアーキテクチャは,まずShorの因数分解アルゴリズムに代表される数種の量子アルゴリズムを検証した結果より抽出された量子命令セットを含む.そして,進展が目覚しい量子通信分野において,その基礎理論となる量子テレポーテーション理論を用いてコンポーネント間の情報伝達を行い,さらに量子コンピュータにユニークな,量子初期化レジスタ,量子が絡み合った状態のEPRペアから構成されるEPRレジスタ,量子ALUをコンポーネントとして含む量子ユニットと従来のモデルとしてのフォンノイマン型ユニットを融合した形態のハイブリッドアーキテクチャである.また,これまでのプログラム内蔵方式とソフトウェアを柔軟に継承することが可能になる.本アーキテクチャが,大規模な量子計算を量子ワイヤリングで全て構成された量子回路で処理するような完全な量子コンピュータが数十年後に実現されるであろうその一歩手前のプロトタイプとして位置付けられるという点で意義高いものと考える.
大規模第一原理スピン輸送シミュレーターの開発と革新的デバイス用界面構造の設計

界面電子状態の理解の深化と次世代デバイスとして期待されているスピントロニクスデバイスの高機能化・産業化に貢献すべく、電子論からデバイス用界面の機能予測ができる大規模高精度第一原理計算手法の開発とこれを用いた界面機能予測シミュレーションを実施している。平成30年度は、これまで開発・改良を続けてきたRSPACEを用いて、次に挙げる2種類のナノ構造の輸送特性を調べた。1つ目は、実験グループと協力して、trimethylenedipyridineと、この分子が重合したpolyvinylpyridineの分子架橋系の電気伝導特性を調べた。電極/分子界面における原子構造を、実験的に予想される架橋構造をもとに第一原理計算により決定し、重合による架橋系の電子状態と伝導特性への影響を調べた。そして、重合による電気伝導度への影響がわずかであるという実験結果に符合する結果を得た。2つ目は、二次元材料を用いた磁気トンネル接合の輸送特性を調べた。グラフェンをはじめとする二次元系材料は、スピントロニクスデバイスのチャネル材料として期待されている。本課題では、グラフェン及びh-BNをNi及びCoの強磁性金属で挟んだ磁気トンネル接合の磁気抵抗比を調べた。そして、Ni電極/グラフェン/Ni電極の系で磁気抵抗比が50%、Ni電極/h-BN/Ni電極の系で43%という高い値が得られることを明らかにし、グラフェンのような二次元系材料を用いた磁気トンネル接合構造がスピンフィルターとして有望であることを示した。平成28年度に計算機の仕様変更により、若干の方針変更が生じて繰り越しが発生したものの、影響は軽微であり平成30年度末までに遅れを取り戻した。平成29年度までに実施した第一原理伝導計算手法の開発は、学術誌において成果発表を完了している。また、平成30年度に実施した分子架橋系の電気伝導計算と2次元系材料を用いた磁気トンネル接合の磁気抵抗比に関する計算は、すでに原稿を学術雑誌に投稿している。平成30年度末には、平成31年度に実施予定であるCr2O3の2次元構造を用いた磁気接合素子のスピン分極した輸送特性計算の予備的計算に着手した。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。最終年度は、平成30年度に引き続きこれまでに開発・改良した実空間差分法に基づく第一原理電子状態計算・伝導特性計算コードRSPACEを用いた物質・デバイスデザインを行う。グラフェンは、炭素原子の小さいスピン軌道相互作用によるスピン緩和のしにくさから、スピントロニクスデバイス材料として期待を集めている。グラフェンは非磁性物質であるため、実際のスピントロニクスデバイスでは、強磁性電極を接続しスピン分極した電流を注入する。しかしながら、3次元的な結晶構造を持つ強磁性金属を電極として接続した場合、電極/グラフェン界面の格子定数不一致や電極表面の平坦性を起因とするキャリア散乱により、スピン注入効率が高くないことが解決すべき課題として挙げられる。一方、2次元材料は優れた平坦性と欠陥の少なさから、3次元的な金属結晶電極の代わりに電極として用いる方法が提案されてる。しかし、これまでに確認されている2次元物質は反磁性または非磁性物質であった。前年度までの我々の研究により、Cr2O3の2次元構造の電子状態がハーフメタルであること、そして2次元構造が安定的に存在できることを発見した。そこで、最終年度はハーフメタルの電子状態を持つCr2O3の2次元構造とグラフェン界面のスピン伝導特性を調べ、高機能スピン注入素子のデザインを行う。平成28年度は、研究代表者が独自に開発を進めている実空間差分法に基づく第一原理電子状態・輸送特性計算コードRSPACEの改良に取り組んだ。スピントロニクスデバイス用界面の機能を予測するには、ノンコリニア磁性やスピン軌道相互作用効果を扱う必要があるため、RSPACEでこれらの効果が扱えるよう改良を施した。そして、鉄バルクやビスマス原子層の電子状態計算を行い、スピン軌道相互作用によるバンドエネルギーや、磁気モーメントの向きによるトータルエネルギーの変化を計算し、密度汎関数理論計算の中でも最も精度が高いFull-potential Linearized Augmented Plane Wave法の結果と比較することにより、RSPACEの計算精度がデバイス用界面の機能予測に十分であることを確認した。一方、ノンコリニア磁性やスピン軌道相互作用効果を含まない計算に比べ、これらの効果を入れた電子状態計算はProjector Augmented Wave擬ポテンシャルの性能評価を、より厳密に行う必要があることが判明したため、擬ポテンシャル作成コードの改良も行った。また、計算アルゴリズムの高速化に関しては、Xeon系CPUや京コンピュータ用に合わせたチューニングに加え、平成28年末から運用を開始したOakforest-PACSに合わせたチューニングも開始した。本研究課題は、第一原理計算コードの開発とこれを用いたデバイス界面機能予測シミュレーションを実施することを目的としている。平成28年末から運用を開始したOakforest-PACSのアーキテクチャーが、Xeon系CPUや京コンピュータと大きく異なるという課題が生じたものの、計算手法・計算コードの開発とその精度確認、周辺ツールの整備が完了するなど、概ね当初予定した通りに進行している。

平成30年度は、これまで開発・改良を続けてきたRSPACEを用いて、次に挙げる2種類のナノ構造の輸送特性を調べた。1つ目は、実験グループと協力して、trimethylenedipyridineと、この分子が重合したpolyvinylpyridineの分子架橋系の電気伝導特性を調べた。電極/分子界面における原子構造を、実験的に予想される架橋構造をもとに第一原理計算により決定し、重合による架橋系の電子状態と伝導特性への影響を調べた。そして、重合による電気伝導度への影響がわずかであるという実験結果に符合する結果を得た。2つ目は、二次元材料を用いた磁気トンネル接合の輸送特性を調べた。グラフェンをはじめとする二次元系材料は、スピントロニクスデバイスのチャネル材料として期待されている。本課題では、グラフェン及びh-BNをNi及びCoの強磁性金属で挟んだ磁気トンネル接合の磁気抵抗比を調べた。そして、Ni電極/グラフェン/Ni電極の系で磁気抵抗比が50%、Ni電極/h-BN/Ni電極の系で43%という高い値が得られることを明らかにし、グラフェンのような二次元系材料を用いた磁気トンネル接合構造がスピンフィルターとして有望であることを示した。平成28年度に計算機の仕様変更により、若干の方針変更が生じて繰り越しが発生したものの、影響は軽微であり平成30年度末までに遅れを取り戻した。平成29年度までに実施した第一原理伝導計算手法の開発は、学術誌において成果発表を完了している。また、平成30年度に実施した分子架橋系の電気伝導計算と2次元系材料を用いた磁気トンネル接合の磁気抵抗比に関する計算は、すでに原稿を学術雑誌に投稿している。平成30年度末には、平成31年度に実施予定であるCr2O3の2次元構造を用いた磁気接合素子のスピン分極した輸送特性計算の予備的計算に着手した。以上のことから、おおむね順調に進展していると判断した。界面電子状態の理解の深化と次世代デバイスとして期待されているスピントロニクスデバイスの高機能化・産業化に貢献すべく、電子論からデバイス用界面の機能予測ができる大規模高精度第一原理計算手法の開発と、これを用いた界面機能予測シミュレーションを実施している。平成29年度と29年度予算を繰越した30年度は、28年度から引き続き、研究代表者が独自に開発を進めている実空間差分法に基づく第一原理電子状態・伝導特性計算コードRSPACEの改良に取り組んだ。電極自己エネルギーの計算は、第一原理電気伝導計算のボトルネックのひとつである。櫻井-杉浦法のように部分的に固有解を求める方法を用いて電極自己エネルギーを計算する場合、自己エネルギーの要素に急峻なエバネッセント波まで取り込む必要がある。
地球磁気圏における磁気リコネクションの総合解析

1.人工衛星Geotailによる観測をもとに、34の磁気リコネクションのイベントと174の南向き磁場をもつ反地球向きの高速プラズマ流について解析を行った。イベントの起きる数時間前からの太陽風の状態を調べることにより、太陽風の何が磁気リコネクションに関係しているかが明らかになった。もっとも重要な因子は、太陽風の電場(速度x南向き磁場)であり、磁気リコネクションは、この積分値が大きいほど、より地球に近い所(地球半径の20倍以内)で起こり、小さい時には、より遠方(地球半径の20倍以上)で起きることがわかった。太陽風の電場が強い時は、磁気圏対流が地球の近くで磁気圏赤道面方向に流れ、磁気リコネクションを引き起こすと考えられる。さらに、近い所で起きる場合は、遠方で起きる場合に比べて、電場の積分量、すなわち太陽風のエネルギーの流入量の積分値が大きくなることを示した。2.磁気リコネクションのトリガーについて、電流層の厚さがイオン慣性長程度の電流層の安定性について,電流層の厚さ,ガイド磁場の効果,初期温度異方性の効果を研究した。素早い磁気リコネクションのトリガーはほとんどの場合において電流層の厚さがイオン慣性長よりも薄い場合のみにしか発生しないことを示した。3.磁気リコネクションの標準モデルは、ジェットを駆動するエンジン部分(Xライン)をひとつだけ想定する。電子慣性を考慮した二流体方程式系を用いて「自然に」磁気リコネクションを駆動する状況を数値実験し、複数のXラインが共存する可能性が高いことを示した。4.磁気リコネクションが大規模に発展する時、背景にある低温電子と加速されたビーム電子との間で励起される電子二流体不安定性に伴う電子加熱・混合が、その領域で頻繁に観測されるフラットトップ型の電子の分布関数を形成し、さらに、電子二流体不安定性が非線形的に発達することによって静電孤立波(ESW)が生じることを見出した。磁気圏尾部の磁気リコネクションの観測とシミュレーション研究1.人工衛星Geotailによる磁気圏尾部での磁気リコネクションの観測から、電流密度と電流方向について検討を加え、ホール電流系の形状を導き出した。独立に進めた2次元粒子コードでの磁気リコネクションの結果とよく一致する。従来の概念的なホール電流系は4つのループ電流からなるが、この研究により、ほぼ境界面を境にして、外側に外向きで電流、内側に内向きの電流の二重シート構造が4つあり、全体として4重極構造をなしていることを示した。2.1次元Harris平衡解を初期条件とし、自発的な過程としての磁気リコネクションのトリガーについて3次元の大規模粒子シミュレーションの解析を行った。磁気リコネクションの駆動に必要な散逸過程は従来から言われているような異常抵抗モデル的な物理過程によってもたらされるものではなく、電子の粒子性から磁気流体スケールの構造変化までの多階層の物理過程が動的にカップリングすることによってもたらされていることがわかった。この結果は従来の理論予想とは大きく異なっており、磁気リコネクションのトリガーの問題の理解に重要な発見といえる。また、磁気中性線近傍の物理過程、特に、電子加熱の様相を理解するためのシミュレーションを行った。3.人工衛星Geotailの全期間についてのデータの再校正をおこない、磁気圏尾部のプラズマの性質の長期的な変動を議論できるようにした。さらに、サブストームにともなうグローバルな磁気圏尾部のダイナミクスが、磁気リコネクションに駆動されていることを、より時間精度を高めた解析をおこなうことにより再確認した。磁気圏尾部の磁気リコネクションの観測とシミュレーション研究1.人工衛星Geotailによる1995年から2004年の磁気圏尾部での磁気リコネクションをその場で観測したものを46例選び、詳細な解析を行った。

特筆すべき発見として、1996年2月18日のイベントがある。このイベントでは、磁気圏尾部の赤道面において、10秒ほどの時間内に、反地球向きの速度1500km/s以上のプラズマ高速流とともに、磁場がほぼ南向きで-36nTに到達している。磁場の強さも36nT程度である。このときの磁気圏ローブの磁場の強さは24nT程度であり、1.5倍の強さになっていることがわかる。このことは、急激に磁気リコネクションが発達し、磁気圏ローブまで到達して大量の磁場が、かき集められたことを意味している。さらに、電子を効率よく加速していることを示している。このような現象が一般的であるかどうかを検証する必要がある。磁気圏尾部の赤道面でのすべてのイベントで、電子の加速とともに、強い南向きの磁場が発生していることが確認でき、磁気リコネクションが急激に発達することを示した。2.南向きの惑星間空間磁場が12時間以上も継続している場合の、磁気圏尾部でのエネルギー蓄積と解放の過程を解析した。これにより、磁気圏尾部では、固有な時間スケールとエネルギー限界値を持って、エネルギーの解放、磁気リコネクション、が起きることが示された。3.3次元の粒子コードでの磁気リコネクションのシミュレーションをおこなった。イオンスケールの電流層の中で、LHD不安定が電流層の外側にできることにより、磁場が中央の中性面付近まで到達する。これに伴う電場が電流を担う電子を加速し、中性面付近での電流密度が強くする。この加速された電子による強い電流が、磁気リコネクションを急激にトリガーすることが示された。このシミュレーションの結果は、1.2.で示したような観測の解釈を支持するものである磁気圏尾部の磁気リコネクションの観測とシミュレーション研究1.人工衛星Geotailによる1995年から2003年までのほぼ8年にわたる観測をもとに、34の磁気リコネクションのイベントと174の南向き磁場を持つ反地球向きの高速プラズマ流について解析をおこなった。イベントの起きる数時間前からの太陽風の状態を調べることにより、太陽風の何が磁気リコネクションに関係しているかが明らかになった。もっとも重要な因子は、太陽風の電場(速度x磁場)であり、磁気リコネクションは、この積分値が大きいほど、より地球に近い所(20Re以内)で起き、小さいほど、より遠方(20Re以上)で起きることがわかる。これは、8年の観測を基にしているので、太陽活動によるたとえば電離層起源のイオンの影響でないことを示してもいる。太陽風電場が強い時は、磁気圏対流が地球の近くで磁気赤道面方向へ流れると考えられる。さらに、近い所で起きる場合は、遠い所で起きる場合に比べて、電場の積分量、すなわち太陽風のエネルギーの流入量の積分値が大きくなる。このことは、磁気圏尾部のエネルギーの蓄積量にはある閾値があり、それを超えると磁気リコネクションが起きるという考え方とは一致しない。
室町時代の中国文物の受容に関する調査研究

室町時代の中国文物に対する認識の基盤を解明しようとする本調査研究では,当時の中国文物受容の枠組みを規定した足利将軍家の評価・意義付けを主要な課題として下記の3つの観点から考察した。(1)前年度に引き続き,文献資料とくに後花園天皇(1419-1470)の室町殿行幸を記録した『室町殿行幸御餝記』(永享9年:1437)の記載に注目して,伝来する同書の写本を校訂した。その内容をもとに会所附書院に飾られた文房具などの唐物飾りの組み合わせを分析して,その陳列方法および陳列装置との関わりを考察した。(2)現存する東アジアの美術・工芸のうち日本で唐物飾りとされた作品,およびこれらと同時代の作品を調査して,その基礎的なデータを収集した。特に九州国立搏物館の特別展「京都五山禅の文化展」および韓国国立中央博物館の展観において出陳作品を詳細に観察し,室町時代を中心とする東アジアの美術・工芸に関する具体的な知見を得ることができた。(3)足利将軍家による中国文物受容の枠組みを相対化する試みとして,唐物のなかでも中心的な位置付けを与えられた仏教絵画に注目し,鎌倉・南北朝・室町時代の現存作品や文献資料を考察した。とくに日本最古の白衣観音図とされる九州国立博物館所蔵の一本について紹介を行い,その意義を考察した。室町時代の中国文物に対する認識の基盤を解明しようとする本調査研究では、当時の中国文物受容の枠組みを規定した足利将軍家の評価・意義付けを主要な課題として下記の3つの観点から考察した。(1)文献資料、特に後花園天皇(1419-1470)の室町殿行幸を記録した『室町殿行幸御錺記』(永享9年:1437)の記載に注目して、伝来する同書の写本を校訂した。その内容をもとに会所附書院に飾られた文房具などの唐物飾りの組み合わせを分析して、その陳列方法および陳列装置との関わりを考察した。(2)現存する中国美術・工芸のうち日本で唐物飾りとされたものと同種の作品を調査して、その基礎的なデータを収集した。特に国立故宮博物院(台北)において開催された「大観-北宋書画特別展」および「大観-北宋汝窯特別展」において、山水画を中心とする中国絵画や著名な官窯の青磁などの中国工芸などを詳細に観察し、特に室町時代の美術に大きな影響を与えた中国・宋時代の美術に関する具体的な知見を得ることができた。(3)足利将軍家による中国文物受容の枠組みを相対化する試みとして、山口・大内氏の様相を現存作品や文献資料から考察した。また大内氏のもとで制作活動を繰り広げた画家・雪舟(1420-1506?)の作品に注目し、特に代表作として知られる四季山水図巻(山水長巻、毛利博物館)について考察を行い、当時の政治的な文脈との関係から制作意義を指摘した。以上の成果をもとに、足利将軍家における行幸・御成などの展示契機、邸宅・寺院の空間意識と唐物飾りの意義などを考察することが今後の課題である。