hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
一枚層銅酸化物HgBa2CuO4+dにおける超伝導臨界温度(Tc)の最高記録更新

H29年度は、前年度に実施した高圧下X線回折測定による構造解析の結果と比較するために同条件(高圧下)、同じ素性の試料(HgBa2CuO4+d:Tc=95 K)で高圧下電気抵抗測定を行う計画であったが、多結晶試料作製や単結晶育成条件の最適化までを実施したところまでしか進まなかった。H29年度は研究代表者の所属する総合科学研究機構中性子科学センターの業務(J-PARC MLFでのユーザ実験支援業務)が激増して、本研究にかけられるエフォートが少なくなり、今年度内の計画が遂行できなくなった。そのため高圧下の電気抵抗測定の実験がほとんど進んでいない状況である。H29年度当初の計画、1試料作製の条件最適化、2高圧下電気抵抗測定、の内の1まででしか実施できていない。H30年度は、前年度に実施出来なかった水銀系銅酸化物高温超伝導体(HgBa2CuO4+d:Hg1201)の高圧下電気抵抗測定を行うために、最適ドーピングのアニール条件を最適化してTc=96Kの試料を得る実験条件を確立した。この最適化条件でアニールした最適組成のHg1201試料の多結晶体試料を用いて高圧下電気抵抗測定を行い、高圧下X線回折実験の構造解析結果と比較するデータを取得することが出来た。研究実施期間を通して、単位胞にCuO2面を一枚含む銅酸化物高温超伝導体のTcが大きく異なる、Hg1201(Tc=96K)と(La,Sr)2CuO4(Tc=38K)の高圧下(10 GPa)での電気抵抗測定とX線回折実験による構造解析を行い、高圧下でのTcの変化に対する物性と構造の観点で調べることが出来た。高圧下の構造解析については、高圧下X線回折実験をSPring-8のBL10XUで行うことが決定したので、試料の準備、構造解析を行うための実験条件などの打ち合わせを研究協力者と密におこない進めていく(ビームタイムは、5/19-21と6/29-7/1の日程に分けて行う)。また高圧下の輸送現象測定(電気抵抗測定)は、まず今年度の半年を使って電極付け技術を確立する。その後、X線回折実験に対応する圧力下での電気抵抗測定を系統的に行う。まず、昨年度から再検討と改善をしている試料作製条件の最適化を引き続き行う。それが完了したら、常圧下での電極付け技術開発を進めて電気抵抗測定技術を確立させる。その後、高圧下の電気抵抗測定を研究協力者との共同研究で進める。そのデータと高圧下の構造解析の結果を比較検討してまとめる予定である。H30年度は、本研究を遂行する時間を確保して、水銀系単結晶試料を使った高圧下電気抵抗測定を進める。まず、昨年度に行った試料作製条件の再現と最適化を再開して測定試料を確保する。その後、常圧下での電気抵抗測定を成功するために電極付け技術開発を行う。再現性良く電気抵抗測定することに成功したら高圧下電気抵抗測定を実施して仕事をまとめる計画である。単結晶育成技術開発に使用する予定だったが、研究計画が数か月分遅れたので差額が生じた。電極付け技術開発や高圧下電気電気抵抗測定などに使用する予定だったが、研究計画に遅れが生じたので使用額に差額が発生した。研究計画に遅れが生じたため、使用額に差額が生じた。差額分は今年度中に執行する予定。差額分は今年度の計画に従って使用する予定。
CeF3における中性子/光子弁別方法の確立

CeF3における中性子/光子弁別の可能性を判断するために、まず、中性子に変わってα線(^<241>Am)を用いてその発行時間スペクトルを測定した。CeF3からのシンチレーション光のうち減衰時間定数の小さい成分を精度良く測定するためにシングル光電子法を採用したが、この方法では粒子がCeF3へ入射した時間を決めるためのトリガー用及びCeF3からのシンチレーション光を平均光子数1以下で測定するための測定用の2種類の信号を必要とする。従来は、2本の放射線を同時に出す特殊な線源を用いるなどしていたが、本研究では単一のCeF3サンプル結晶へトリガー用及び測定用の2本の光電子像倍管を同時にマウントする実験手法を採用した。これにより、使用できる線源の種類に制限がなくなり、実験の自由度と信頼性が大幅に向上した。実際に測定した線種はγ線(^<22>Na)、α線(^<241>Am)、及び中性子(^<252>Cf)である。その内、^<252>Cfからの中性子はγ線のバックグランドを十分除去することが出来ないために、残念ながら信頼できる結果を得ることは出来なかった。しかしγ線とα線の測定では、CeF3の発行時間スペクトルにおける短時間成分と長時間成分の発光量の比がα線で励起した場合にはγ線の時の約4倍になることがハッキリと確認された。従って、CeF3においても粒子弁別を行うことは原理的に可能であると結論できた。また、α線とγ線での発光強度の比は(α/γ比)は0.13であった。何種類課のCeF3サンプルで測定を繰り返した結果、短時間成分と長時間成分の発行量比はCeF3サンプルの品質に依存することも判明した。さらに、CeF3からのシンチレーション光を光学フィルターで分光して測定を繰り返した結果、320nm以下の波長が重要であることも示唆された。本研究の結果は京都大学・理学部・M2の中村奈津子氏の修士論文としてより詳しくまとめられている。中性子での測定に関しては近日中にD-T反応を用いて生成する14MeVの中性子を用いた実験を大阪大学で行う予定である。
パルス磁場下における測温技術の開発と磁性形状記憶合金への応用

高速で試料の温度を測定できるシステムを立ち上げ、瞬間的に強磁場を発生可能なパルス磁場下における磁気熱量効果の測定を確立した。パルス磁場下では試料と外界との熱接触を抑えた断熱条件の実現が容易であり、高精度に磁気熱量効果を測定できる。本研究で立ち上げた測定システムを用いて磁性形状記憶合金において報告されていた巨大な負の辞意熱量効果の全貌を直接観測することに世界で初めて成功した。またその結果の詳細な考察によって、負の磁気熱量効果に対するスピン系、電子系および格子系の寄与をそれぞれ評価することにも成功した。平成23年度はパルス磁場中で瞬間的に試料温度を測定するための抵抗温度計の開発と、断熱条件下で磁気熱量効果を測定するためのプローブ作りを中心として行った。抵抗温度計は通常、AuGe合金膜を試料上に直接真空蒸着することで作製している。この系ではAuとGeの比率を制御する事で抵抗率の温存性を幅広く制御可能であり、また非磁性金属であるため磁気抵抗効果が弱いという特徴を持つ。実際の膜で抵抗の温度依存性を希望通りに実現するために製膜の条件出しを行い、ある程度目的を達成できるところまでたどり着いた。プローブに関しては、温度の制御性に難があったプロトタイプを改良し、約5Kから室温付近までの範囲で制御性の向上したプローブで実験を行えるようにした。研究対象として第一に、負の磁気熱量効果を示す事で知られるホイスラー型磁性形状記憶合金の磁気熱量効果を測定した。この試料では構造相転移に伴う格子変形が非常に大きいという問題があり、試料上に成長した抵抗温度計を破壊してしまうという問題がある。そこで温度計を成長したサファイア薄板を試料上に貼付ける方法で解決を試みたが、温度計の応答速度に問題があり、パルス磁場下の急峻な磁場変化には適用できていない。物性研究所国際超強磁場科学研究施設所有のフライホイール電源を使った長時間パルス磁場下では、このセットアップでも実験を成功させられる可能性がある。しかし東日本大震災後の電力事情などの制約により長時間パルスマグネットを動かす事ができないため、この年度では実験ができなかった。そこで測定対象を変えた実験を現在いくつか平行して進行している.前年度までに開発したパルス強磁場中の磁気熱量効果測定システムを用いた研究を推進するとともに、その発展形となる実験を遂行した。磁気熱量効果では前年度から継続してホイスラー合金の研究を行い、この物質で起こる巨大な負の磁気熱量効果の観測について詳細を詰めて論文として取りまとめた。また高速温度計測システムにヒーターを取り付けたセットアップを用いて、瞬間的な比熱測定を展開した。このセットアップを用いて55Tまでのパルス強磁場下で精密な比熱測定が可能になった。これまで強磁場下の物性研究では様々な磁性体、超伝導体の相転移を研究してきたが、その熱力学的証拠となる物理量としてはこれまでほぼ磁化しか測定されて来なかった。今回の磁気熱量効果の測定、およびその発展形としての比熱測定の成功は今後の強磁場下における様々な相転移の解明に向けて非常に有効な手段になると考えられる。一方で本研究課題で構築した高速測温技術は、パルス強磁場という特殊環境下以外でも有効である。特に極低温環境下で試料にヒートパルスを加えた後の温度変化を高速でモニターすると、核スピンによる緩和と電子/電子スピンによる緩和とが、異なる時間スケールで観測される。このため高速温度計測を用いる事で核スピンの寄与を取り除いた比熱測定が可能になる。実際にこのような高速温度計測を用いて銅の比熱測定を行ったところ、期待した効果を得る事ができている。今後本研究をさらに発展させることで、重い電子系を初めとした様々な物理的に興味深い物質の低温物性に新たな研究の道を開くことができると期待している。これまで我々は50T以上の磁場発生が可能なパルス強磁場を用いて、様々な磁性体、超伝導体などで起こる相転移現象を研究して来た。過去の研究では、相転移の熱力学的振る舞いを直接調べる手法としてはほぼ磁化測定しか手段がなく、磁性体を除く多くの系では相転移の詳細な研究が困難であった。このような背景の中で本研究では、高速応答をする薄膜抵抗温度計を試料上に作製する方法を用いて、パルス強磁場下での磁気熱量効果測定手法を目指してきた。初年度に取り組んだ金とゲルマニウムの合金系薄膜を用いた温度計測によってガドリニウムおよび磁性ガーネットにおける磁気熱量効果を、最大55Tまでのパルス強磁場下で測定し、定量的にも弱磁場領域では文献値と一致する結果を得た。特にガーネットに対する実験では、強磁場領域までの磁気熱量効果測定が、低温領域での残留エントロピーを議論する上で有効な測定手法となりうることを示し、今後様々な系への応用が可能である事を明らかにした。この方法を応用してホイスラー型構造を持つ磁性形状記憶合金における巨大な負の磁気熱量効果を測定した。

この物質が示す顕著な構造相転移の際に温度計が破損してしまった。そこで厚さ530ミクロンのサファイア板上に抵抗温度計を作製し、その板を試料に貼付ける方法で熱量測定を達成した。本研究ではこの物質における磁気熱量効果の全貌を世界で初めて直接的に観測することに成功し、その結果この特異な現象におけるスピン系、格子系および電子系の寄与を個別に評価する事に成功した。これらの高速熱量測定は50Tを越えるパルス強磁場下における様々な相転移の研究にこれまでにない、新たな可能性を与えており、今後様々な物質系での応用が期待されている。また本研究を通じて、測温の精度向上のためにパルス磁場下における磁気抵抗測定の精度向上が必須の課題となった。その成果は多くの関連研究にも活用されている。測温技術の開発については、温度計測用のAuGe合金薄膜の形成がおおむね順調に進展しており、室温から低温域まで幅広い温度で磁気熱量効果の測定に必要な温度計を準備できる状態になりつつある。また測定用プローブについても温度制御性の良いものが完成しつつある。しかし磁性形状記憶合金への応用という点に関しては、期待した結果を得るに至っていない。その理由は、この物質が示す構造相転移による格子の変形が非常に大きく、試料表面に形成した温度計を破壊してしまう事にある。試料上に温度計を直接成長する代わりに、サファイア薄板上に作製した温度計を試料に貼付ける方法も試しているが、現時点で問題の解決には至っていない。25年度が最終年度であるため、記入しない。磁気熱量効果の標準的物質であるガドリニウムや磁性ガーネットに対する磁気熱量効果測定では、試料上に直接抵抗温度計薄膜を作製するという計画通りの手法で、高速温度計測が実現できた。一方で巨大な負の磁気熱量効果を示すホイスラー合金に対する実験では、磁場誘起相転移に伴う構造変化が非常に大きいため、試料上に形成した温度計が破損するという問題が生じた。そのため厚さ530ミクロンのサファイア板上に抵抗温度計薄膜を作製し、それを試料に貼付けるという方法に切り替えて条件出しを行ったため予想より時間を必要とした部分はあったが、結果として、このホイスラー合金における磁気熱量効果の起源解明の重要な鍵となる実験成果を挙げられたと考えている。温度計作製条件の最適化を進め、パルス磁場下における瞬間的な試料温度の測定精度をさらに向上させる。昨年度の研究を通して、磁気熱量効果測定結果の解析から磁場中比熱を導出できる見通しが得られた。そこで標準的な物質に対して磁気熱量効果の測定を行い、この解析で得られる磁場中比熱の精度について検証を行う。この解析には磁気熱量効果測定の精度向上が必須であるため、交流磁気抵抗測定によって精度の向上を図る。磁性形状記憶合金の実験における困難については、サファイア薄板を用いる手法で条件を変えつつ解決を目指す。一方で初期計画に記した通り、研究の停滞を防ぐために別の対象に対する実験を平行して行う。具体的な対象としては、鉄系超伝導体母物質の磁場誘起相転移を研究する。我々は、この物質が強磁場下で相転移を起こす事を示唆する実験結果を最近見いだしたが、相転移の直接的な証拠となる熱力学量の変化を検出できていない。
ファミリーセンタードケア実践のための教育プログラムの開発

本研究は3カ年計画であり、本年度は、教育プログラム開発に向けた関連領域の文献検討および専門学会での情報収集、先行研究結果の再分析、NICU看護師対象のニーズ調査を実施した。具体的な内容は以下の通りである。1.関連領域の文献検討[NICU]/[family-centered care]/[program]などを主なキーワードとし、PubMed,CINAHL,医中誌Web等を用いて文献検討を行った。その結果、欧米には患者・家族へのケアの質改善を目指し、ケア提供者を対象とした様々な教育プログラムがあり、その一つとして、米国にはInstitute for Family-Centered Careという非営利組織が、教育プログラムの提供を含め患者・家族中心のケアの理解と実践を促す様々な活動を行っていることが明らかになった。また、国内にはNICUにおける患児・家族中心の看護ケアに特化した教育プログラムは開発されておらず、病児を持つ家族へのケア向上のため、看護師を対象としたFamily-Centered Care(以下、FCC)実践のための教育プログラムの開発の重要性が示唆された。2.教育プログラム開発に向けた情報収集およびニーズ調査の実施プログラム開発に向けた情報収集のため、第47回日本周産期・新生児医学会等の学術集会へ参加し、周産期医療・看護に関する最新の知見や妊産婦・新生児およびその家族へのより良いケア提供の在り方についての示唆を得た。また、研究者の先行研究結果の再分析、NICU看護師対象のニーズ調査の結果、特に臨床経験年数の短いNICUの看護師は家族に対する情報提供が十分に実践できていないと認識していることが明らかになった。FCCの理念に基づく看護を実践するためには、看護師の情報提供者としての役割認識の強化、FCC実践に対する自己効力を高めるような教育の重要性が示唆された。本研究は3カ年計画であり、1年目のH21年度は、2007年に実施した研究成果のJapan Joumal of Nursing Scienceへの投稿、その成果を踏まえ、教育プログラム開発に向けた関連領域の文献検討および専門学会での情報収集、NICU看護管理者を対象としたニーズ調査を実施した。【関連領域の文献検討および専門学会での情報収集】[NICU]/[family-centered care]/[education]/[program]などを主なキーワードとし、関連領域の文献検討を行った。また、2つの専門学会に出席し情報収集を行った。日本家族看護学会第16回学術集会では、2007年に実施した研究成果の発表、また、様々なプログラムへの参加を通して家族看護実践をより向上するために、基礎教育、現任教育において家族看護教育がどのような方向性で発展してゆけば良いかという多くの示唆を得た。第19回日本新生児看護学会学術集会では、昭和大学病院NICUの井出由美氏と共同してワークショップ「ファミリーセンタードケア」を企画し、FCCの概念、日本のNICUの現状に関して情報提供し、NICUでFCCを促進していくための方略について、参加者との意見交換を通じて検討した。【教育プログラム開発に向けたニーズ調査の実施】より実践に即した教育プログラム開発のため、数名のNICU看護管理者を対象にニーズ調査を実施した結果、NICUの看護スタッフにはFCCの概念の理解と実践に関連した教育が不足しており、特に臨床経験年数の短い看護師は家族に対する十分なケアが実践できていないことが明らかになった。【次年度への課題】次年度は今年度の調査結果を基礎資料とし、十分な検討を重ね、新生児看護に携わる看護職の教育に活用できる教育プログラムを開発する予定である。
数理的評価方法を用いた都市機能の集中・分散の特失に関する実証的研究

都市内および都市間の道路交通、高層ビル内のエレベータによる交通、都市における公共施設の配置、等の諸問題について、数理工学、都市工学、オペレーションズ・リサーチ等の立場から研究を行い、過去に研究してきた諸モデルの再検討、新しいモデルの開発、これらに関連するデータの収集と解析を行った。そのうち、おもなものを挙げる。1.大規模超高層ビルにおける内々交通とエレベータ通路:大都市への人口や諸機能の集中に対する対策として、超高層ビルを建設して、これに一つの都市の機能を持たせようとする提案があるが、このようなビルの規模と有効なスペースとの関係を評価するモデルを提案した。2.交通渋滞のない都市のモデル:都市の規模に応じて、都市内の交通のために確保すべき道路面積を算出するための数式を導出し、適切な都市の規模を求める一方法を提案した。3.コンパクトな都市に関する考察:高層ビルを高密度に建てたコンパクトな都市におけるビル間の移動時間を算定するモデルを提案し、この観点に関するかぎりは、中・低層ビル群よりなる都市の方がよいことを示している。4.都市間消費者流動の分析:埼玉県の市区町村単位のデータをエントロピーモデルによって分析し、都市の階層構造を調べた。5.都市ごみ収集輸送システムの最適化:ネットワークモデルを用いて、川崎市のごみ収集システムの最適化を検討した。数理工学,都市工学,オペレーションズ・リサーチ等の観点から、都市機能の分析および都市施設の配置計画にとって有効と考えられる種々の数理モデルを新たに作成し,またわれわれが以前に作成したモデルについて再検討を行った。そのうちのいくつかについては,比較的小規模な現実のデータに適用してみて,モデルの妥当性・有効性を検証した。いくつかのモデルを以下に挙げる。1.都市の道路網における各道路セグメントの重要度をグラフ理論的手法によって評価するモデルを考案し,格子状および環状等の典型的道路網について解析を行うとともに,東京,甲府,および岐阜の各都市のデータについて分析を行い,モデルの妥当性を検証した。2.都市における施設の配置問題について,最大空円の計算や直観の利用による逐次配置法の有効性を調べ,また準乱数を施設の位置決定に用いることを提案し、その方法の特徴と問題点を検証した。3.都市内(間)における通勤や業務移動に要する距離や,それに伴って生ずる交通量を算定するモデルを作成し,それを使って,甲府市や土浦市における調査データの小規模な分析を試みた。4.適正な規模の都市を設計する際の目安のひとつとすることを目的として,信号密度や道路密度と車の走行速度との関係を導くモデルを作成した。これを用いて,筑波研究学園都市における調査データの分析を試みた。今後は,これらのモデル・分析手法に対して適当なデータを収集し,分析を行う。その結果に基づいて,必要があれば,モデルの修正あるいは精緻化を行い,また新しいモデルの作成を試みる予定である。都市内および都市間の道路交通,高層ビル内のエレベータによる交通,都市における公共施設の配置,等の諸問題について,数理工学,都市工学,オペレーションズ・リサーチ等の立場から研究を行い,過去3年間に研究してきた諸モデルの再検討,新しいモデルの開発,これらに関連するデータの収集と解析を行なった.そのうち,おもなものを挙げる.1.大規模超高層ビルにおける内々交通とエレベータ通路:大都市への人口や諸機能の集中に対する対策として,超高層ビルを建設して,これに一つの都市の機能を持たせようとする提案があるが,このようなビルの規模と有効なスペースとの関係を評価するモデルを提案した.2.交通渋滞のない都市のモデル:都市の規模に応じて,都市内の交通のために確保すべき道路面積を算出するための数式を導出し,適切な都市の規模を求める一方法を提案した.3.コンパクトな都市に関する考察:高層ビルを高密度に建てたコンパクトな都市におけるビル間の移動時間を算定するモデルを提案し,この観点に関するかぎりは,中・低層ビル群よりなる都市の方がよいことを示している.4.最短路問題の観点から見た道路の重要度評価に関する実証的研究:過去に,東京,甲府,岐阜,等の都市で行なったデータ解析の結果得られた知見の普遍性を確かめるために,建設省が全国的な規模で行なった膨大な調査結果を解析したものである.解析結果の意味づけについては,さらに検討を進める必要がある.都市内および都市間の道路交通、高層ビル内のエレベータによる交通、都市における公共施設の配置、等の諸問題について、数理工学、都市工学、オペレーションズ・リサーチ等の立場から研究を行い、過去に研究してきた諸モデルの再検討、新しいモデルの開発、これらに関連するデータの収集と解析を行った。
里山保全の現代的意義…国土政策、生物多様性、地球環境の観点から

全国各地で荒廃が進む里山について、その保全を図るための包括的な法制度として、地区ごとに適切な保全内容を定める保全計画、所有者等に代わって維持管理を行う代替管理制度、里山の管理に必要な費用をその受益者等や地域が負担する管理費用支援制度等に関する規定を内容とする枠組み法の提案を行ったものである。初年度である平成18年度においては、里山の現地に赴き、現状を把握するとともに、管理者、NPO、行政担当者に対するヒアリング及び懇談を行った。その記録を纏めて、関係者に配布した。併行して、現在までに刊行されている里山保全に関する図書、公表されている論文等(諸外国に関するものも含む)を広範に収集し、整理し、それらが指摘している問題、論点等を把握・整理した。里山をコントロールしている現行法の概要とその運用実態を調査し、里山の管理に関して、法制上どのような問題が存在するかについての検討を行った。これらの検討結果の概要は、次の通りである。すなわち、里山の実態は、現在殆ど収益を生まない雑木林となっていて、管理者が高齢化して管理能力を失いつつあるため、急速に荒廃が進んでいる。東北地方の里山は、産業廃棄物の処分場の立地対象となり、周辺住民との間で深刻な紛争が発生している。都市側のNPOによるボランティア活動としての里山管理も次第に増加しつつあるが、全体の里山面積を考慮すれば、その管理の対象となる部分は極めて僅かであり、今後とも大きな期待をかけることは難しい。これらの状況を踏まえれば、国土保全、税物多様性、地球環境保全の視点から、公的な管理を目指すことが必要であるが、従来のような行政による管理ではなく、地域による管理が必要である。かつての入会林制度の現代的仕組みへの再編が必要ではないか。今年度は、これらの検討結果を纏めて、内部資料として冊子化を行った。研究第2年度に当たる平成19年度においては、昨年度に引き続き、里山の現地調査を行った。里山のかなりの部分が十分な管理がなされずに荒廃しており、違法な廃棄物の投棄がなされている実態や管理者の高齢化が原因で、荒廃直前の状況にある里山の視察、管理者へのヒアリングを行った。また、全国の民有里山の管理者に対し、その管理の実態の把握と彼らの意識、直面している課題、支援の要望等の把握のためのアンケート調査を実施し、その集計・分析を行った。本調査においても、管理者の高齢化は深刻な問題として表れており、行政からの金銭支援を求める声が強く、支援無くしては近い将来管理水準の低下による荒廃を予想している者が極めて多い結果がみられた。また、荒廃を避けるための代替管理者、下流部の受益者の負担に対して積極的な意見が多かった。また、都道府県の林野行政担当者から、民有林の管理のための国・地方公共団体からの助成支援制度がどのように運営されているかについての実態把握を実施した。これらの結果に基づき、里山林の代替管理者制度・・・地域社会、市町村、NPO団体の三つを代替管理者と想定・・・についての法的検討を行った。里山に関する調査研究の最終年度に当たる本年度においては、次の諸点についての調査研究を実施し、その結果を整理し、とりまとめた。i昨年度実施した里山の所有者等に対するアンケート調査結果を裏付けるため、里山所有者等に対するヒアリングを実施した。ii昨年度に引き続いて、里山に関連する法制度の体系的整理を行った。研究会においては、里山の開発を防止する現状凍結的な開発規制を実施することは特別な場合を除いて困難であり、広範に存在する里山に対する開発規制のあり方としては、勧告等を用いた比較的緩やかな制度の法が実効的であるという結論を得た。iii里山所有者、管理者等の高齢化等による管理放棄に伴う荒廃問題については、所有者、管理者等に代わって管理を行う代替管理制度の活用が重要であるにもかかわらず、現行法制度として整備されている都市緑地法の管理協定制度、自然公園法の風景地保護協定制度のいずれも殆ど活用されていない。このため、制度の創設時の担当者、現在の担当者等に対するヒアリングを実施し、その問題点等についての把握を行った。iv里山の維持管理に要する費用については、森林経営者等に対するヒアリング、講演会を実施するとともに、樹木の生育の各段階における費用についての推算をおこなった。さらに、既に幾つかの地方公共団体において実現している森林環境税をはじめとする管理費用の確保のための手法に関する検討を行った。v昨年度までに行われた調査研究及び本年度のこれらの調査研究を基に、里山のあるべき管理制度についての提案を行った。
植物の亜鉛・カドミウム選別吸収に関する研究

タカネグンバイ由来二価金属トランスポーターTjZNT1とTjZNT2の配列の比較から、ZNTトランスポーターの亜鉛およびカドミウム認識の違いは予想された可変領域ではなく、N末端領域の有無に依存することが明らかとなった。特に、ZNT2のN末端領域に存在する36アミノ酸残基について、その残基数と亜鉛輸送能力に相関が確認されたことから、この領域の存在、もしくはスプライシングによる長さの調整が植物の亜鉛輸送レベルに関与している可能性が示唆された。また、N末端領域を削除したZNT2に新たにニッケル耐性が認められたことにより、ニッケル超集積性植物のニッケル耐性にもZNTトランスポーターが関与している可能性が示唆された。本研究はタカネグンバイ由来金属トランスポーターTjZNT1および2のニッケル耐性、および亜鉛・カドミウム輸送能の違いについて、両タンパク質の配列上の相違から解明を試みるものである。初年度となる今回は、TjZNT1およびTjZNT2の配列上で異なるN末端領域および原形質側に位置する膜貫通領域III-IV間部位(ICL3)の内、ICL3についてTjZNTIおよび2で置換したキメラ遺伝子遺伝子を作成し、その金属輸送能力について検討した。TjZNTIおよび2の部分配列を増幅し、それらを組み合わせてTjZNT2のICL3を挿入したキメラTjZNT1、およびTjZNTIのICL3を有するキメラTjZNT2をそれぞれ作成した。これらを酵母発現用プラスミドpKTlOのGallプロモーター下流に挿入し、さらに作成したプラスミドを用いて酵母BY4741を形質転換した。コントロール(pKT10),TjZNTI, TjZNT2,およびそれぞれのキメラ遺伝子を有する酵母をニッケル過剰条件の培地にスポッティングしたところ、TjZNT1とキメラTjZNTI, TjZNT2とキメラTjZNT2はそれぞれ同じレベルのニッケル耐性を示し、ICL3の相互置換によるニッケル耐性能力の変化は認められなかった。さらに、TjZNT1のみが有していた亜鉛輸送能はICL3領域を置換しても失われず、キメラTjZNT2は輸送能を獲得していなかった。同様にキメラ遺伝子はカドミウム輸送能力についてもオリジナルの遺伝子と差異を示さなかった。以上のことより、TjZNTトランスポーターファミリーの金属輸送の違いは、ICL3領域の配列に依存しないことが確認された。今後はN末端領域における各種重金属輸送への関与について検討を進める予定である。我々がニッケル超集積性植物タカネグンバイ(Thlaspi japonicum)から単離した2種類のZIPトランスポーター遺伝子(TjZnt1とTjZnt2)は、酵母を用いた機能解析の結果、両トランスポーターでニッケル耐性能およびカドミウム輸送能が確認されたが、亜鉛輸送能力はTjZNT1のみが有していることが見いだされた。両トランスポーターのアミノ酸配列はN末端長を含むごく限られた部分以外ほぼ同一であり、膜透過ドメインなど基本的な構造も一致している。両トランスポーターの基質認識の違いについて知見をえるため、本年度はオーバーラップPCR法によりTjZNT1/2のキメラ遺伝子を構築し、両トランスポーターの基質特異性に違いを与えている領域の同定を試みた。その結果、N末端領域の置換により両トランスポーターのZn^<2+>輸送能の逆転が認められ、更なる検討の結果、TjZNT2のN末端領域(1-36 a.a.)がZn^<2+>輸送を妨げる自己疎外領域であることが示唆された。さらに、この自己阻害領域はTjZNT2のニッケル耐性能にも関与していることが明らかとなった。さらにC末端領域の置換によっても、発現酵母のカドミウム感受性および亜鉛輸送能力に変化が認められたことから、これらの領域は各種金属の輸送速度調節に関与する部位であることが予想された。植物には必須元素である亜鉛と毒性の高いカドミウムは化学的性質が類似しており、植物へのカドミウム混入は亜鉛取り込みの輸送経路から起こると考えられる。本研究は、植物根表面で亜鉛獲得に関わるトランスポーターの特性を明らかにすることで、亜鉛取り込みの推進とカドミウム吸収抑制を行い、カドミウム汚染米などの問題解決に向けた基礎的知見を得ることを目的とした。基本的な構造は同じだが亜鉛輸送能の有無が異なるタカネグンバイ由来二価金属トランスポーターTjZNT1と2について、N末端領域、可変領域を含むV領域、およびC末端領域に分割し、それぞれの部位を相互置換したキメラタンパク発現遺伝子を作成し、酵母で発現した。N末端領域の置換により亜鉛輸送性の有無がZNT1, 2で逆転したことから、さらにTjZNT2のみが有するN末端領域36アミノ酸残基の関与について、アミノ酸置換および短縮体・削減体を作成し、本領域の亜鉛輸送における役割について検討した。

キメラタンパク質を発現する酵母を亜鉛・カドミウムおよびニッケルを含有する培地にて生育し、その輸送能力を調べた結果、TjZNT1と2の亜鉛輸送能力はTjZNT2のみが有するN末端領域の有無によって逆転することが明らかになった。さらにこの領域を削除したTjZNT2が新たに亜鉛輸送能力を獲得したことから、TjZNT2末端の36アミノ酸残基が、亜鉛輸送の阻害領域として存在することが明らかになった。本領域は予想リン酸化部位のアミノ酸置換では輸送能力は変化せず、末端からアミノ酸を短くすることによって、亜鉛の輸送能力が順次高まることも確認された。さらに、本領域の欠如によってTjZNT2発現酵母に新たにニッケル耐性が付与されることからも、この領域がZIPトランスポーターによるニッケル耐性付与に関与することが示唆された。
高分子動的誘電特性の分子動力学シミュレーション

分子動力学シミュレーションの使命のひとつとして企業の製品開発現場の問題解決への応用事例の研究があるが、本研究では以下の考察を行った。(1)ポリマーの基本的な性質(ガラス転移温度、熱膨張係数、比熱など・・・)の支配要因(ミクロパラメーター)を考察し、これらの基本熱力学的属性を自由に制御する支配要因を探すことを目的として、ナノコンポジット系の分子動力学シミュレーションを行った。ポリマー(ここではPE)にナノサイズの粒子を加えることによる物性(特にガラス転移温度)の変化を考察した。(2)次世代の通信機器の開発目標として数百ギガヘルツ帯からテラヘルツ帯の周波数に使用できる製品開発が注目されている。これが可能になれば通信量の飛躍的な増大をはかることができ携帯電話などの性能が飛躍的に向上する。本研究ではこれらの目的に適う高分子誘電材料の分子デザインを分子動力学シミュレーションの方法により考察したものである。物質の誘電率に関して言えば、分子の分極(電気双局子モーメント)が鍵となる。高分子材料の場合は分子内の分極と分子間分極と区別できるが、中でも前者の分布(構造)は我々の関心のある周波数帯の誘電特性に最重要である。本研究ではこのような分子内分極のみを考慮し、分子間分極は無視して、電気双局子モーメントの自己相関関数のパワースペクトラムから誘電特性を求めた。現実のポリマーを意識しながら、A型(主鎖中のそれと平行な双極子モーメントをもつ)、B型(主鎖中にそれと垂直な双極子モーメントをもつ)、C型(柔軟な側鎖に双極子モーメントをもつ)モデルポリマーで、多様な形態を想定して、誘電特性への化学構造の影響の仕方を系統的に調べる。バルクでの誘電特性(特に誘電損失)をシミュレートし、その支配因子や発現機構を解明する。本年度はこれまでの準備研究の成果を踏まえ、以下の研究を進めた。(1)PPO[Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide)]の粗視化モデルを考察し、分子動力学シミュレーションによる考察を行った。今年度はシミュレーションプログラムの作成に多くの時間を必要としたため、具体的な計算結果を得る段階には未だ至っていない。計算プログラムのデバック及びパラメータチューニングを主として行い、テスト計算と一部の結果が得られる迄に至った。(2)ポリマーの基本的な性質(ガラス転移温度、熱膨張係数、比熱など・・・)の支配要因(ミクロパラメーター)を考察し、これらの基本熱力学的属性を自由に制御する支配要因を探すことを目的として、ナノコンポジット系の分子動力学シミュレーションを合わせて行った。分子動力学シミュレーションの使命のひとつとして企業の製品開発現場の問題解決への応用事例の研究がある。本研究はそれを目指したものである。次世代の通信機器の開発目標として数百ギガヘルツ帯からテラヘルツ帯の周波数に使用できる製品開発が注目されている。実際の高分子誘電体では分子内電荷(分極)の分布が単純ではないことが多いが、本研究ではPPO高分子を念頭に分子内双局子モーメントが分子の骨格(結合)方向に沿ったもの(いわゆるAタイプ)を取り上げた。

また、分子動力学シミュレーションの計算において計算時間の短縮化のため、荷電を陽に取り入れることなく、見かけの双局子モーメントを定義し、これらのパワースペクトラムを求めることからPPOの動的誘電特性を求めた。複素誘電率、コール・コールプロットなどからPPO高分子内のフェニレン基と酸素を結ぶ結合の偏角振動モードが誘電特性に重要な役割を果たしていることなどの結果を得た。
中枢シナプス伝達の発達における神経栄養因子の作用-電気生理と分子可視化法を用いて

脳由来神経栄養因子(BDNF)は、小脳の神経回路形成及び維持に重要な役割を果たす。バーグマングリアは小脳発生に不可欠なグリア細胞であり、BDNFに応答することが知られている。本研究では、小脳発生におけるバーグマングリアのBDNF応答の生理機能を明らかにする目的で、高感度蛍光イメージングと電気生理学的手法を用い、バーグマングリアの膜電気応答を蛍光BDNFの動態と同時にモニターする研究を進めた。昨年度は小脳急性スライス標本を用い、蛍光BDNFが発生時期特異的にバーグマングリアに取り込まれ、細胞体方向に輸送されることを明らかにした。本年度はバーグマングリアにおけるBDNFの局所的な取り込みや輸送を1分子観察するために、バーグマングリアを含むexplant培養系を確立した。この培養系におけるバーグマングリアでも蛍光BDNFの取り込みが観察されること、また、伸長したバーグマングリア内の末端から細胞体へ向かう方向に、蛍光BDNFが輸送されることを確認した。この結果は、急性スライス標本で得られた結果と一致した。小脳発生では、バーグマングリアの末端から細胞体に向かう方向に顆粒細胞の移動が観察される。この時期に作成したスライス標本に限定して、蛍光BDNFがバーグマングリアに取り込まれることから、バーグマングリアによるBDNFの取り込みが、顆粒細胞の運動を制御している可能性が示唆された。そこで本年度は、バーグマングリアのBDNF取り込みが顆粒細胞の移動に関わる可能性を検討した。その結果、explant培養系では、顆粒細胞が100ミクロン/1日の移動速度でexplantから遠ざかる方向に移動することを確認した。今後蛍光1分子観察に電気生理学的な解析を加えて、顆粒細胞とバーグマングリアとの相互作用におけるBDNFの役割を明らかにする。中枢神経系の発生・発達過程には様々な制御因子が関与するが、神経栄養因子は極めて重要な因子の一つである。脳由来神経栄養因子(Brain Derived Neurotrophic Factor : BDNF)の小脳発生における生理作用、特にライブイメージングを用いた研究に関する報告は極めて少ないのが現状である。本研究はBDNFが小脳の発生に重要な機能を担うバーグマングリア細胞に対する生理作用について分子イメージングと電気生理の手法を用いて明らかにするものである。急性スライス標本と超高感度の光学顕微鏡観察により蛍光標識BDNF(Cy3-BDNF)がバーグマングリアの突起部分へ特異的に結合することを見出した。細胞外液のpHを通常の7.0から4.0まで下げると細胞表面に露出したBDNFとその受容体(BDNF-TrkB)の結合が外れることを利用し、BDNF-TrkBが細胞内に取り込まれたか検討したところ、蛍光像にほとんど変化が見られなかったことから、BDNF-TrkBはエンドサイトーシスによってバーグマングリアの細胞内に取り込まれていることが示唆された。バーグマングリア突起上の蛍光輝点の追跡を行ったところ、細胞体から突起先端方向へ移動(順方向輸送)するものが3%、突起先端から細胞体側へ移動(逆方向輸送)するものが81%であった。このことから、突起上でBDNFが受容体と結合して細胞内に取り込まれた後、大部分の小胞が逆方向輸送によって細胞体へと輸送されることが明らかとなった。異なる発生段階にあるニワトリ胚から取り出した急性小脳スライス標本にCy3-BDNF 2nMを投与したところ、受精後14-17日の胚から取り出した小脳においてCy3-BDNFの結合が観察されたが、それ以外の発生ステージでは観察されなかった。このことからBDNFのバーグマングリアに対する結合には発生の時期特異性があり、小脳神経回路形成時に重要な役割を果たしていることが示唆された。
熱帯アジアにおける野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動の実態解明

野生イネ(Oryza rufipogon)の遺伝学的および生態学的特性を把握するため、熱帯アジアのベトナム、カンボジア、ミヤンマーに調査地を設定し、まず野生イネ自生集団における遺伝的多様性についてDNAレベルで調査を行った。その結果、1年生と多年生の集団構造は繁殖様式と周囲の環境条件により変動することが明らかになった。次に、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動を栽培化形質に関するDNAマーカーを用いて調査したところ、両者間の遺伝子流動は熱帯アジアで普通に起こるものであり、その頻度は生育環境に大きく依存していることが示唆された。本研究の目的は、熱帯アジア諸国における野生イネ自生地を調査場所とし、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動の実態を明らかにすること、ならびに生態型に応じた野生イネ集団における遺伝的多様性の程度を調査することを通して、野生イネの本来の姿を明らかにすることである。本年度は以下の通り、研究分担者と打ち合わせ会を行った後、ベトナムおよびカンボジアにて現地調査を行った。打ち合わせ会:2014年7月31日に研究代表者および研究分担者全員が神戸大学に集まり、2014年度の海外学術調査の具体的内容について話し合った。ベトナム:2014年11月2日より9日まで、メコンデルタ地城を中心に調査を行った。まず、ノンラム大学およびメコンデルタ稲研究所の研究協力者と打ち合わせを行った後、メコンデルタ周辺の野生イネ集団の観察を行った。次に、生態・生育環境等の予備観察結果を基に、野生イネ集団の遺伝的多様性調査に適した調査地を4カ所、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動調査に適した調査地3カ所を選定した。各調査地では、地理的情報、生育環境、周辺植生、水質・土壌環境について詳細に記録した。さらに、調査地内に設定した区画からイネの葉を収集し、その粗抽出液を特殊濾紙に固定してサンプリングを行った。現在、収集したサンプルについては、分子マーカーを用いた解析中である。カンボジア:カンボジア農務省の研究協力者と連絡を取り、2014年11月9日より14日まで、プノンペンからシェムリアップにかけて調査を行った(調査内容はベトナムと同様)。選定した調査地は、遺伝的多様性調査に関して4カ所、遺伝子流動調査に関して3カ所であった。それぞれについて詳細な生態・環境等の調査をするとともに、イネの葉の粗抽出液を特殊濾紙に固定してサンプリングを行った。本研究の目的は、熱帯アジアにおける野生イネ自生地を調査場所とし、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動の実態を明らかにすること、ならびに生態型に応じた野生イネ集団における遺伝的多様性の程度を調査することを通して、野生イネの本来の姿を明らかにすることである。本年度は以下の通り、ミヤンマー、ベトナムおよびカンボジアにて現地調査を行った。ミヤンマー:2015年11月22日より12月5日まで、イラワジ川下流のヤンゴン周辺部および西部のシットウェー周辺部にて調査を行った。まず、イエジン農業大学の研究協力者と打ち合わせを行った後、現地の野生イネ集団の観察を行った。次に、生態・生育環境等の予備観察結果を基に、野生イネ集団の遺伝的多様性調査に適した調査地を8カ所選定した。野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動調査に関しては、栽培イネの収穫後の時期であったため、次年度の調査候補地として2カ所を選んだ。収集したサンプルについては、現在分子マーカーを用いて解析を行っている。ベトナム:2016年1月25日より29日まで、前年度調査を行ったメコンデルタ地域の遺伝的多様性調査地を4カ所ならびに遺伝子流動調査地3カ所における野生イネの観察を行った。これまでの調査は雨期の終わりに行われたため、乾期の調査地における野生イネの生態や生育環境等に関する新たな情報が得られた。カンボジア:2016年1月29日より2月2日まで、ベトナム調査と同様に乾期における昨年度の調査地7カ所の野生イネの生態調査を行った。また、次年度の遺伝子流動調査の候補地として新たに2カ所を選定した。ミヤンマーにおける調査は、事前に現地の研究協力者と打ち合わせを行ったため、計画通り進んでいる。また、調査には研究協力者が同行したため、適切な調査地を短期間で選定することができた。ベトナムとカンボジアにおける調査では、乾期における調査地の野生イネの生態が新たにわかり、遺伝的多様性ならびに遺伝子流動に関する調査結果の考察に役立つものであった。本年度は以下の通り、研究分担者と打ち合わせ会を行った後、ミヤンマーおよびカンボジアにて現地調査を行った。打ち合わせ会:2016年6月24日より25日まで、研究代表者および研究分担者全員が北海道大学に集まり、2016年度の海外学術調査の具体的内容について話し合った。ミヤンマー:2016年11月7日より14日まで、イラワジ川下流のヤンゴン周辺部および南部のモーラミャイン周辺部にて調査を行った。

まず、イエジン農業大学の研究協力者と打ち合わせを行った後、現地の野生イネ集団の観察を行った。次に、昨年度調査を行った3つのサイトにおける野生イネ集団の経時変化を観察した。また、モーラミャイン周辺部では海岸付近の野生イネの生育状況の調査を行った。カンボジア:カンボジア農務省の研究協力者と連絡を取り、2016年11月14日より19日まで、プノンペンからカンポートにかけて調査を行った。カンポート周辺では、海水が逆流して塩濃度が高くなりやすい湿地帯における野生イネのサーベイを行った。また、2017年2月9日より13日まで、乾期におけるこれら調査地の野生イネの生育状況を観察した。野生イネ集団の遺伝的多様性については、12個のSSRマーカーと2つの葉緑体マーカーを用いて、3つの国の調査地で収集したサンプルの電気泳動はほぼ終了している。現在はそれらのデータの解析中である。遺伝流動調査については、カンボジアとミヤンマーの調査地のサンプルをSSRマーカーと栽培化関連形質特異的分子マーカーを用いて解析しているところである。野生イネ(Oryza rufipogon)の遺伝学的および生態学的特性を把握するため、熱帯アジアのベトナム、カンボジア、ミヤンマーに調査地を設定し、まず野生イネ自生集団における遺伝的多様性についてDNAレベルで調査を行った。その結果、1年生と多年生の集団構造は繁殖様式と周囲の環境条件により変動することが明らかになった。次に、野生イネと栽培イネの間の遺伝子流動を栽培化形質に関するDNAマーカーを用いて調査したところ、両者間の遺伝子流動は熱帯アジアで普通に起こるものであり、その頻度は生育環境に大きく依存していることが示唆された。ベトナムおよびカンボジアにおける調査は、事前に現地の研究協力者と打ち合わせを行ったため、計画通り進んでいる。また、調査には研究協力者または研究協力者が推薦した研究員が同行したため、適切な調査地を短期間で選定することができた。遺伝的多様性に関するサンプリングはほぼ一通り終わったため、次年度はミヤンマーとカンボジアにおいて、主に遺伝子流動に関する調査を計画している。これまでと同様、現地の研究協力者と話し合い、候補地におけるスムーズな調査が行えるよう準備する。28年度が最終年度であるため、記入しない。植物育種学次年度はミヤンマーにおける調査を予定している。そのため、ベトナムおよびカンボジアにおける調査と同様、事前に現地の研究協力者と打ち合わせを行い、スムーズに適切な調査地を選定することを計画している。また、初年度の調査は湿潤な時期に行ったが、乾燥した時期における野生イネの調査も今後考慮する必要がある。ほぼ予定通りの支出(99.8%)を行ったが、1万円以下の端数(6,687円)が次年度に持ち越しになった。ほぼ予定通りの支出(96.2%)を行ったが、現在解析しているサンプルの未購入試薬分158,782円が次年度に持ち越しになった。翌年度請求分と合わせて、試薬の購入に充当する。解析は進行中であるので、翌年度請求分と合わせて、試薬の購入に充当する。
超対称性の発見と大統一理論の実験的検証

超対称性粒子探索を生成・崩壊の事象トポロジー分類により組織的に進めた。超対称性の存在を示唆する事象も確認したが,発見には至らず各チャンネルに厳しい制限を課した。また長寿命粒子,高質量共鳴ピーク,特異な終状態,など超対称性以外の新粒子・現象の探索も行った。統計的に有意な超過も見られたが,発見には至らず各チャンネルに対し厳しい制限を課した。LHC高輝度アップグレードに向けた磁石の開発では,次世代加速器用開発として耐放射線線材を開発した。線材を組み込んだ2m長モデル機の試作に成功し,冷却励磁試験を実施した。また10T超の高磁場磁石を製作し励磁試験でケーブル性能を評価した。23年度のLHCは7TeVで運用され、本計画研究は3つの成果をあげた。(1)超対称性探索の結果、スカラークォーク、グルイーノ質量の下限約1TeVを得た。これは従来考えられていた「軽い超対称性粒子」の可能性を否定し、一番簡単なモデルでは、暗黒物質やnaturalnessに大きな問題が生じることが分かった。(2)この研究で重要になるのは、消失運動量の精密な測定とバックグラウンドの評価である。消失運動量は、宇宙線など非衝突事象の効果や電子ノイズなど効果を除いて正しくもとめる方法を開発した。これはヒッグス→WW崩壊モードの研究の基礎となる重要なものである。また標準理論過程のバックグラウンドの評価を、計画研究A1,A3班と共同で行い、ヒッグスの兆候をとらえる上で大きな役割を果たした。(3)(1)の成果をうけて、LHCでの探索を逃れる可能性を検討し、超対称性粒子が全体が縮退している場合、色荷もった超対称性粒子が重くなり電弱粒子だけが軽い場合、スカラートップが軽い場合の新しい探索モードの提案を行った。超対称性粒子のような重い素粒子研究に加速器の性能向上は必須である。(A)将来のHE-LHCアップグレードで期待される高磁場加速器用超伝導磁石に向けた取り組みとして、従来から開発を進めてきたRHQ-Nb3Al超伝導線材のラザフォードケーブル化に成功した。さらに、このケーブルを用いて、サブスケール超伝導コイルを2台製作することに成功した。(B) LHC高輝度化アップグレードで必要となる耐放射線有機材料の開発を行った。ポリイミドとほぼ同等の耐放射線性を有しつつ、コストや加工性に優れた樹脂として、シアネートエステル、ビスマレイミドトリアジン、ビスマレイミドの3種類を選択し、ボロンフリーのガラス繊維を組み合わせた、ガラス繊維強化プラスチック(GFRP)を試作した。質量126GeVのヒッグス粒子がついに発見された。本領域の一つの目的が達成され、素粒子研究の40年来の問題が解決した記念すべき成果であった。(1)本計画研究は、A1、A3、A4班と共同で、ヒッグス粒子の発見の鍵となるバックグラウンド評価や消失エネルギーの測定などを高める研究を行った。実験データ自身からバックグラウンドを評価する方法の開発、及びその不定性の評価は、本領域研究が主体となっておこなった。また、衝突頻度が上がるに従ってパイルアップが著しく増え、カロリメータの性能が悪化する。本領域研究は、トラック情報を用いてパイルアップ起源の効果を除去する方法を考案した。(2)超対称性を初めとする標準理論を超えた新しい素粒子現象をモデルに依存しない探索を行ったが、現時点では新しい物理現状の兆候を観測するには至っていない。本計画研究の成果により、色をもった超対称性粒子(グルイーノ、スカラークォーク)が1.1TeV-1.8TeVより重いことが分かった。ヒッグス126GeVと合わせて、超対称性粒子の質量スペクトラムを考える上で、非常に大きなインパクトを与える成果であった。また、初期宇宙との整合性の高い超対称性モデルを本領域研究で新たに作り、ATLAS実験での探索を行った。モデルに依存する探索であるがハドロンコライダーで、特殊なトラック探索がさきることを示した初めての研究で高く評価された。2022年からのLHC高輝度化アップグレードを目指して、CERNと協力してビーム分離用大口径双極超伝導磁石の開発を開始した。超伝導加速器用の新しいNb3Al超伝導線の開発を進めるとともに、Nb3Sn超伝導線を用いた高磁場磁石製作のための研究開発を行った。質量125GeVのヒッグス粒子がついに発見された。その一方で、超対称性を初めとする標準理論を超えた新しい素粒子現象をモデルに依存しない探索を行ったが、現時点では新しい物理現状の兆候を観測するには至っていない。ヒッグス125GeVと合わせて、超対称性粒子の質量スペクトラムを考える上で、非常に大きなインパクトを与える成果であった。これまでドグマだった「自然さ」と言う概念が大きく揺らぐことになる。この概念を緩めると、素粒子研究や、宇宙初期の現象の描像に与えるインパクトは大きかった。26年度は、これまでの軽い超対称性の発見に向けた研究から、すこし重い超対称性粒子をどのようにLHCで発見するかの研究を進めた。

これまでの消失運動量に重点をおいた解析をあらため、事象の空間的な特徴(トポロジー)に重点をおきた解析方法を開発し、発見感度を従来より30%程度高めた。また色を持っていない、電弱ゲージーノの発見感度を高める成果をあげた。2022年からのLHC高輝度化アップグレードを目指して、CERNと協力してビーム分離用大口径双極超伝導磁石の開発を開始した。超伝導加速器用の新しいNb3Al超伝導線の開発を進めるとともに、Nb3Sn超伝導線を用いた高磁場磁石製作のための研究開発を行った。H27年度からLHCは重心エネルギーを13TeVに増強し運転を再開した。高エネルギー化に伴い重い新粒子に対する発見感度が著しく高まった。同時にビーム強度も大幅に増強し,設計値を超える瞬間ルミノシティを実現した。一方でパイルアップ事象が増え,消失エネルギーの計算,ジェットのエネルギー測定などを悪化させた。解決のため荷電粒子の飛跡情報を活用する解析手法などを開発し,パイルアップ事象の影響を最小限に抑え、これを超対称性粒子探索に実用した。探索に用いたデータ量は,H27年度は3/fb,H28年度には約10倍の36/fbである。H27年度末時点で,主要探索チャンネル(0レプトン,1レプトン,2レプトン(Zを伴う),stop1レプトン)で2-3シグマの超過事象が観測されていた。これらをH28年度の高統計データで検証したが,同様の超過は観測されていない。最終的に色をもつ超対称性粒子(グルイーノ,スクォーク)の質量にして1.6-2.0TeVよりも軽い領域は棄却された。また,H27年度の2光子共鳴探索において,質量750GeVに3.9シグマの超過を確認したが,H28年度の高統計による検証では,この超過は減退し統計的有意性は認められなかった。本計画研究の成果により,質量125GeVのヒッグス粒子発見以降,重点的に検証された軽い超対称性という模型の多数が棄却された。これは素粒子に限らず宇宙初期の研究にも多大な影響を与える。分野が取るべき探索の方向性を明確に示すことができた。また,2024年度からの高輝度LHCアップグレードを目指し,ビーム分離用大口径双極超電導磁石の開発を引き続き推進した。2m長モデル機を試作し,1.9Kにおける冷却励磁試験を行った。同時に耐放射線性に優れた有機絶縁構造材料の開発を進め,放射線照射による試験,2m長モデル機への搭載を行い,性能評価を終えた。高磁場超電導磁石・線材の開発も進め,ラザフォードケーブル(撚線)の試作に成功し,性能評価を行った。H24年度LHCは8TeVで実験が行われ20fb-1を超えるデータ蓄えられ、ついにヒッグス粒子(質量126GeV)がついに発見された。LHCの一つの目的が達成され、素粒子研究の40年来の問題が解決した記念すべき成果であった。(1)本計画研究は、A1,A3,A4班と共同で、ヒッグス粒子発見の鍵となるバックグラウンド評価や消失エネルギーの測定などを高める研究を行った。また、アトラス内部飛跡検出器シリコン半導体測定器(ピクセル、ストリップ)内の物質量評価を粒子のハドロン相互作用を利用してより正確に、より広範囲で行った。荷電粒子トラッキング、ガンマ線コンバージョンなどの評価に貢献した。