hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
量子非破壊測定を利用した原子の量子テレポーテーションの実現

本研究では、電磁誘起透明化(EIT)を利用した手法(光凍結)により、肝となる原子ガスのスピンスクイーズド状態を得ることを計画していた。具体的には、光凍結によりスクイーズド光の量子状態を原子集団のスピンコヒーレンスの量子状態に転写することにより、スピンスクイーズド状態を得る。EITに伴う鋭い屈折率分散により光パルスが媒体中を超低速度伝播し空間的な圧縮を受ける事が光凍結による量子状態の転写を可能にしている。そこで、本年度は、スクイーズド光の光凍結の実現を目標として実験を行った。透明化を誘起するコヒーレント光とともに、パルス化されたスクイーズド光をガスセルに入射した。EITにより透過してきたスクイーズド光パルスを二色の局発光を用いた光ホモダイン検出法により測定した。実験結果から、EITにより媒体中を伝播するスクイーズド光の群速度が真空中の約5000分の1まで低下していることが確認された。本実験は、EITによりスクイーズド光を超低速度伝播させる事に成功した初めての実験であり、スクイーズド光の光凍結へ向けた礎として大きな意味を持つ。現在、実験結果をまとめた論文を英文雑誌に投稿中である。上記の実験のような常温の原子ガスを用いた場合、高い光学密度を持つ媒体中において、狭帯域でかつ高い透過率を持った透明窓を生じさせることは実験的に困難であることが、これまでの研究により明らかになってきた。そこで、レーザー冷却された極低温原子集団を用いて実験を行った。極低温原子集団を用いた場合には高い光学密度をもつ媒体中(OD5)でも100%の透過率を持つ透明窓を生じさせることができることがわかった。極低温原子集団を用いてスクイーズド光の超低速度伝播の実験を行うことで、よりSNの高い実験結果を得ることができるようになり、媒体中の群速度を真空中の約15000分の1まで低下させることにも成功した。本年度は、真空スクイーズド状態の光を原子系に転写、その後、また光として再生する(量子メモリ)ための研究を行った。本研究では、光の量子状態の転写・再生には電磁誘起透明化を利用した「光凍結」と呼ばれる方法を用いる。真空スクイーズド状態は、ホモダイン測定により検出されるが、光凍結とホモダイン測定を単純に組み合わせるだけでは真空スクイーズド状態に対する量子メモリを実現することは出来ない。ホモダイン測定は、光の中心周波数の両側にある二つの周波数のサイドバンドの直交位相振幅の揺らぎを測定するのに対し、透明化を誘起している光(コントロール光)が一つの周波数だけの光凍結では、単一の周波数モードしか再生できないからである。本年度、この困難に対する理論的な二つの解決法を導き出した。一つは、光凍結を改善する方法である。再生過程において周波数の異なる二つのコントロール光を使うことで二つの周波数成分に分けて再生をする方法である。この過程で、直交位相振幅の揺らぎが保存できることは自明ではないが、Lukinらによる暗状態ポラリトンの理論を応用することでこれを証明した。もう一つは、ホモダイン検出器を改善する方法である。通常のホモダイン検出器では単一周波数の光を局発光として用いるが、これを二つの周波数にすることで、中心周波数の直交位相振幅の量子揺らぎを測定することが出来ることを理論的に証明した。以上の理論を実証するには、原子媒体中での光の吸収損失を極力減らすことが重要である。実験に用いるセルに封入するバッファーガスの種類、圧力、およびコントロール光の周波数の条件を変え、電磁誘起透明化により伝播する際の光の損失のデータを系統的に取ることで、最適な条件を見つけ出した。また、用いる真空スクイーズド状態のスクイーズレベルの向上のために、PPKTP結晶を用いたダブラー、OPOの構築を現在進めている。本研究を推進していく上で、最も重要な事はRb原子ガスのスピンスクイーズド状態を得ることである。スピンスクイーズド状態を得るための手段としては、真空スクイーズド状態にある光(以下、スクイーズド光)の量子状態を原子ガスに電磁誘起透明化を利用して転写する手法(光凍結)を想定している。昨年度の研究により、これには大きく二つの困難があることが判明した。一つは(1)狭帯域スクイーズド光の検出に関するもので、もう一つは(2)光のスクイージングレベルが低いことによるものである。本年度の研究では、これら二つの困難を実験的に解消することに成功した。(1)狭帯域スクイーズド光の検出昨年度、我々は周波数縮退スクイーズド光を検出する理論的方法を提案したが、この実験的検証に成功した。すなわち、Mg0:LiNb0_3の導波路型擬似位相整合素子により生成された広帯域のスクイーズド光を提案した方法で検出することに成功した。この時検出されたスクイージングレベルは我々の予想通り、通常のホモダイン検出法により観察されるスクイージングレベルと全く同等あった。これにより昨年度の提案の妥当性を実証することができた。この方法を用いることで、通常のホモダイン検出法では検出できない狭帯域(500kHz程度以下)のスクイーズド光を検出することが可能になる。我々は、引き続き、電磁誘起透明化による300kHz程度の周波数透明窓を通過してきたスクイーズド光を、検出することにも成功した。この場合、検出されるスクイージングレベルが半減することも、理論的予想通りであった。(2)高レベルスクイーズド光の生成周期反転分布したKTiP

0_4結晶を用いてRb原子のD_1線に共鳴する高レベルスクイーズド光の生成に成功した。これまで最大-1.5dBであったスクイージングレベルが、本実験により-2.7dBまで高めることに成功した。本研究では、電磁誘起透明化(EIT)を利用した手法(光凍結)により、肝となる原子ガスのスピンスクイーズド状態を得ることを計画していた。具体的には、光凍結によりスクイーズド光の量子状態を原子集団のスピンコヒーレンスの量子状態に転写することにより、スピンスクイーズド状態を得る。EITに伴う鋭い屈折率分散により光パルスが媒体中を超低速度伝播し空間的な圧縮を受ける事が光凍結による量子状態の転写を可能にしている。そこで、本年度は、スクイーズド光の光凍結の実現を目標として実験を行った。透明化を誘起するコヒーレント光とともに、パルス化されたスクイーズド光をガスセルに入射した。EITにより透過してきたスクイーズド光パルスを二色の局発光を用いた光ホモダイン検出法により測定した。実験結果から、EITにより媒体中を伝播するスクイーズド光の群速度が真空中の約5000分の1まで低下していることが確認された。本実験は、EITによりスクイーズド光を超低速度伝播させる事に成功した初めての実験であり、スクイーズド光の光凍結へ向けた礎として大きな意味を持つ。現在、実験結果をまとめた論文を英文雑誌に投稿中である。上記の実験のような常温の原子ガスを用いた場合、高い光学密度を持つ媒体中において、狭帯域でかつ高い透過率を持った透明窓を生じさせることは実験的に困難であることが、これまでの研究により明らかになってきた。そこで、レーザー冷却された極低温原子集団を用いて実験を行った。極低温原子集団を用いた場合には高い光学密度をもつ媒体中(OD5)でも100%の透過率を持つ透明窓を生じさせることができることがわかった。極低温原子集団を用いてスクイーズド光の超低速度伝播の実験を行うことで、よりSNの高い実験結果を得ることができるようになり、媒体中の群速度を真空中の約15000分の1まで低下させることにも成功した。
教師のバーンアウトに対する包括的予防プログラムの開発に関する研究

教師バーンアウトの規定要因を明らかにすることが本研究の第一の目的である。そのために,新井(1999)が用いた質問項目に感情労働という観点を加えた質問紙調査を,20072009年度にかけて教員養成系大学院に在学する現職教員を対象に実施した。その結果、バーンアウトを引き起こす要因として,「職員間の協働性の欠如」「生徒指導の困難性」「保護者対応の困難性」が析出された。その結果に基づき,教師のためのメンタルサポートを可能にするプログラムを開発することが第二の目的である。そのために,同僚性・協働性を高める校内研修や管理職に対するメンタルヘルス研修を実施した。また,学校外で毎月1回,「悩める教師のためのセルフ・ヘルプ・グループ」を開催した。参加者への質問紙調査やインタビュー調査を行った結果,バーンアウト予防にグループ体験が大きな効果をもつことが明らかになった。本研究は、教師のバーンアウトに対する包括的予防プログラムを開発することを目的としている。初年度として、教師のバーンアウトの現状を把握するために、以下の活動を実施した。1、小学校・中学校・高等学校の教師を対象に、研究者らがファシリテーターとして参加する、職場外でのセルフ・ヘルプ・グループを開催した。2、近隣の中学校に研究者らが出向いて、職場内における研修を実施し、お互いに支え合える職場環境作りに寄与した。3、教員のためのホットライン「10minutes相談」を開設し、職場における悩みを受けとめられる場を提供した。4、教師のバーンアウトの規定要因に関する予備調査を現職教員を対象に行った。1は、月一回の割合で様々な校種・学校の教師が集い、それぞれの思いを職場の同僚に気兼ねすることなく話す場である。また2では、問題の所在である学校で直接同僚とやりとりすることにより、既存の活動だけでは見えなかった同僚の姿を感じる場といえる。一方3は、個別の相談からセルフ・ヘルプ・グループへの橋渡しの役目も担っている。さらに4からは、バーンアウトの規定要因として、教師と(1)児童生徒、(2)保護者、(3)同僚との関係性の破綻が示唆された。上記13の活動により、教師のバーンアウトの現状および教師という職業に由来するバーンアウトの背景が推察されてきている。さらに、学外、学内で行うセルフ・ヘルプ・グループにおけるグループ力動を分析することによりそれぞれがバーンアウト予防に果たす役割やその限界が抽出されてきている。教師バーンアウトについて,発生過程を系統的因果分析及び統計的な実態調査と臨床心理学の個別的な事例研究とを有機的に結びつけることで捉え直し,教師バーンアウトの規定要因の連関構造を明らかにすることが研究の第一の目的である。そのために,新井(1999)が用いた質問紙を感情労働という観点を加えたうえで修正するための予備調査を,教員養成系大学院に在学する現職教員(120名)を対象に実施した。また,バーンアウトを経験した教師(8名)を対象に半構造化面接を実施し,分析のためのデータの蓄積を図っている。以上の分析結果に基づき,どのような側面への働きかけによって教師援助が効果的なものになるかを明らかにし,職揚もしくは学校外のネットワークにおけるサポートシステムの確立を可能にするプログラムを開発することが研究の第二の目的である。そのために,近畿地方の小・中・高等学校および教育委員会主催の研修会などにおいて,職場の同僚性・協働性をを高める校内研修や教師のメンタルヘルス研修(認知療法やフォーカシング)を実施し,その効果に関するデータの蓄積と分析を行っている。また,平成19年度より神戸市において毎月1回,「悩める教師のためのセルフ・ヘルプ・グループ」を開催し,各回の話し合いの内容や流れ,参加者の相互交流について概観するとともに,継続的な参加者のなかで同意を得られた者に対してグループ体験に関する半構造化面接を行い,それらがバーンアウト予防にどのような効果をもたらしているかについて検討を加えた。そのために,新井(1999)が用いた質問項目に感情労働という観点を加えた質問紙調査を,教員養成系大学院に在学する現職教員(120名)を対象に実施した。また昨年度の引き続き,バーンアウトを経験した教師(8名)を対象に半構造化面接を実施し,分析のためのデータの蓄積を図った。

以上の分析結果に基づき,どのような側面への働きかけによって教師援助が効果的なものになるかを明らかにし,職場もしくは学校外のネットワークにおけるサポートシステムの確立を可能にするプログラムを開発することが研究の第二の目的である。そのために,近畿地方の小・中・高等学校および教育委員会主催の研修会などにおいて,職場の同僚性・協働性を高める校内研修やメンタルヘルス研修(認知療法やフォーカシング),管理職に対する学校危機管理(マネジメント)研修を実施し,その効果に関するデータの蓄積と分析を行った。また,平成19年度より神戸市において毎月1回,「悩める教師のためのセルフ・ヘルプ・グループ」を開催し,各回の話し合いの内容や流れ,参加者の相互交流について概観するとともに,継続的な参加者のなかで同意を得られた者に対してグループ体験に関する半構造化面接を行い,それらがバーンアウト予防にどのような効果をもたらしているかについて検討を加えた。特に,そこで語られた内容やグループの力動について分析し、その結果を日本カウンセリング学会第42回大会において発表した。
ディラック作用素のスペクトル理論の研究

相対論的量子力学に現れるディラック作用素のスペクトル理論、特にポテンシャルが遠方で発散する場合のスペクトルを研究した。非相対論的量子力学に現れるシュレーディンガー作用素に較べてディラック作用素は、下からの有界性がないための困難な面と、1階微分作用素であるという有利な面を持っている。ポテンシャルが遠方で正または負の無限大に発散する場合、ディラック作用素のスペクトルは実数全体になり、固有値は持たない。この固有値の非存在定理ついて、Hubert Kalf氏(ミュンヘン大学)および大鍛治隆司氏との共著論文"Absence ofeigenvaluesof Dirac operators withpotentials diverging atinfinuty"が出版された。この結果は、磁場が遠方である程度の速さで減衰すれば、同じ結果が成り立つが、スペクトルが実数全体であるというためだけならば、磁場は単に減衰すればいいという予想を以前から持っていた。その予想が正しいことを、研究分担者の協力の下で得ることが出来た。シュレーディンガー作用素の場合の対応する結果と合わせて、"A note on the essential spectrum of Schroedinger operators and Dirac operators with magnetic fields and divergingpotentials at infinity"としてまとめた。さらに、立命館大学院生の生駒真君とAharonov-Bohm効果を持つディラック方程式の研究を行い、"Strong unique continuation property of two-dimensionnal Dirac equations with Aharonov-Bohm flelds"を発表することが出来た。研究分担者もそれぞれ関連する分野で活発な研究を行った。特に、大鍛治隆司氏は、ディラック型作用素の固有値の非存在定理を完成した。さらに、ディラック作用素のスペクトルの絶対連続性についての研究をいくつかの研究集会で発表した。伊藤宏氏はシュレーディンガー作用素の散乱理論、新屋均氏は、局所コンパクト運動群の表現定理について研究した。相対論的量子力学に現れるディラック作用素のスペクトル理論、特にポテンシャルが遠方で発散する場合のスペクトルを研究した.非相対論的量子力学に現れるシュレーディンガー作用素に較べてディラック作用素は、下からの有界性がないための困難な面と、1階微分作用素であるという有利な面を持っている。この固有値の非存在定理ついては、Hubert Kalf氏(ミュンヘン大学)および大鍛治隆司氏との共著論文Absence of eigenvalues of Dirac operators withpotentials diverging at infinity, to appear in Math. Nachr..を投稿中である。シュレーディンガー作用素の場合の対応する結果と合わせて、「11.研究発表」にあるAnoteon the essential spectrum of Schroedinger operators and Dirac operators with magnetic fields anddivergingpotentials at infinityとしてまとめた。特に、大鍛治隆司氏は、「ディラック型」作用素の固有値の非存在定理を完成した。さらに、ディラック作用素のスペクトルの絶対連続性についての研究を行ない、いくつかの研究集会で発表した。研究代表者、分担者および協力者は、国内での研究集会夏の偏微分方程式シンポジウム(8月、鳴門、代表・井川満・京大教授)夏の作用素論シンポジウム(9月、宮崎、代表・岩塚明・京都工繊大教授)微分方程式と物理数学(10月、東京大学、代表・谷島賢二・学習院大教授)スペクトル理論とその周辺(11月、京都大学、代表・岩塚明・京都工繊大教授)

古典解析を漸近解析(12月、門司、代表・大鍛治隆司・京大助教授)などに出席し、研究交流、研究情報の交換を行った。海外からデンマーク・Aarborg大学のA.Jensen氏を京都および滋賀県・草津に招聘し共同研究を行った。
林業残材の現場乾燥によるバイオマス燃料の高発熱量化に関する基礎研究

燃料として末木枝条の持つ発熱量を増大させるために,低コストで乾燥させる技術開発の第一段階として,実験室及び野外での末木枝条の乾燥プロセス,特に乾燥定数について検討した。まず,末木枝条での相対湿度と平衡含水率との関係をもとめ,次に,気温30°C,相対湿度50%の恒温恒湿槽内と野外で66日間の乾燥試験を行い,乾燥プロセスを明らかにした。雨が少なかった16日までは順調に含水率が低下した。降雨の影響を受けて短期的に大きく上昇するが,直後は含水率が大きく減少する傾向にあり,晴天が数日続けば降雨前の含水率まで低下した。初期含水率は145.7%であり,実験期間中の最低含水率は40.4%となった。次に,降雨による吸湿を防ぐシートの効果について検討し,測定期間中,シートで覆わなかった堆積枝条は,シートで覆った堆積枝条より高含水率であった。初期含水率は,シートで覆わなかった堆積枝条が119.7%であり,シートで覆った枝条は114.7%であった。実験期間中の最低含水率は,シートで覆わなかった枝条が50.5%であったのに対して,シートで覆った枝条は35.3%であり,シートによる被覆が降水を遮断する効果があることが確認された。さらに確認するための追加実験を行うとともに,乾燥に影響する気象要因との関係解析を行い,気象因子から乾燥状態を推定するモデルの構築を行った。これまで金網で30cm程度の厚さにパッッキングしたものを,ほぼ毎日空中に吊り下げ重量の測定を行ったが,時系列での重量変化をより正確に測定するために,パックした末木枝条を台秤に載せ,定時的に重量を計測するシステムを構築した。時間経過に伴う重量変化を計測することができ,同時に現場近くで測定した,日射量と風速,気温との関係を解析し,現在とりまとめ中である。2年間にわたる重量測定変化の結果と,気象観測の結果をあわせて,気象要因から乾燥プロセスを推定するモデルのプロトタイプを作成した。気温の積算値,および空気湿度および日射量の影響が大きく,これらの要因でモデルを構築した。以上より,気象条件さえ測定すれば任意の地点での末木枝条の乾燥状態を推定することの可能性が示唆された。まず,末木枝条での相対湿度と平衡含水率との関係をもとめ,次に,恒温恒湿槽内において,気温30°C,相対湿度50%の環境下での乾燥プロセスを明らかにした。自由含水率比への変換の後,乾燥速度を表す乾燥定数kを求め,設定した相対湿度との関係を検討した。最後に,野外で66日間の乾燥試験を行い,層別での乾燥プロセスを明らかにした。全体的に見ると降雨の無い日では,日中に乾燥が進んで含水率が低下し,日没後は含水率の変化があまり見られなかった。

降雨の影響を受けて短期的に大きく上昇するが,直後は含水率が大きく減少する傾向にあり,晴天が数日続けば降雨前の含水率まで低下した。初期含水率は145.7%であり,実験期間中の最低含水率は40.4%となり,105.3%減少したことになる。次に,降雨による吸湿を防ぐシートの効果の実験を前述の実験と同一の地点で,平成16年11月9日から12月14日までの35日間で行った。枝条は,前述実験と同様に金網につめ,上,中,下層の三層に重ね,3サンプルを並べ2セット設けた。1セットは,無色透明なビニールシートで覆い,もう一方は覆わなかった。測定期間中,シートで覆わなかった堆積枝条は,シートで覆った堆積枝条より高含水率であった。初期含水率は,シートで覆わなかった堆積枝条が119.7%であり,シートで覆った枝条は114.7%であった。実験期間中の最低含水率は,シートで覆わなかった枝条が50.5%であったのに対して,シートで覆った枝条は35.3%であり,シートによる被覆が降水を遮断する効果があることが確認された。燃料として末木枝条の持つ発熱量を増大させるために,低コストで乾燥させる技術開発の第一段階として,実験室及び野外での末木枝条の乾燥プロセス,特に乾燥定数について検討した。まず,末木枝条での相対湿度と平衡含水率との関係をもとめ,次に,気温30°C,相対湿度50%の恒温恒湿槽内と野外で66日間の乾燥試験を行い,乾燥プロセスを明らかにした。雨が少なかった16日までは順調に含水率が低下した。初期含水率は145.7%であり,実験期間中の最低含水率は40.4%となった。次に,降雨による吸湿を防ぐシートの効果について検討し,測定期間中,シートで覆わなかった堆積枝条は,シートで覆った堆積枝条より高含水率であった。さらに確認するための追加実験を行うとともに,乾燥に影響する気象要因との関係解析を行い,気象因子から乾燥状態を推定するモデルの構築を行った。これまで金網で30cm程度の厚さにパッキングしたものを,ほぼ毎日空中に吊り下げ重量の測定を行ったが,時系列での重量変化をより正確に測定するために,パックした末木枝条を台秤に載せ,定時的に重量を計測するシステムを構築した。時間経過に伴う重量変化を計測することができ,同時に現場近くで測定した,日射量と風速,気温との関係を解析し,現在とりまとめ中である。2年間にわたる重量測定変化の結果と,気象観測の結果をあわせて,気象要因から乾燥プロセスを推定するモデルのプロトタイプを作成した。気温の積算値,および空気湿度および日射量の影響が大きく,これらの要因でモデルを構築した。以上より,気象条件さえ測定すれば任意の地点での末木枝条の乾燥状態を推定することの可能性が示唆された。
擬似ランダム符号を用いたパルスシェーピング多焦点CARS顕微鏡

生きたままの生体組織・細胞を構成する分子ならびにその機能を観測する"分子イメージング"技術は,ポストゲノム研究において必要不可欠な研究ツールとなる.CARS(コヒーレントアンチストークスラマン散乱)顕微鏡は,全ての分子が持つ分子振動を観測することにより,無染色に分子種ならび分子構造情報を得ることができ,また非線形光学効果による回折限界を超えた空間分解能と誘導放出過程による高い感度を備えた観測手段である.しかしながら,これまでのCARS顕微鏡では2色のレーザーを必要としていたために,装置が複雑なものとなっていた。本研究では,一台の超短パルスレーザーを使用し,パルスシェーピングすることによって選択的に分子振動を励起する手法の開発を行った.昨年度,作製したパルスシェーピング装置を改造し,2ビームを同時にパルスシェーピング可能なえるものとした.これにより,相互相関を容易に観測できるようになった.パルスシェーピング時に与える変調方法の比較を行った.正弦波状の位相変調を与えるものと,擬似ランダム符号を与えた時との比較を行ったところ,擬似ランダム符号を与えた方が,相互相関信号のパルス列の数が多くなる(正弦波では3-5本,擬似ランダム符号では9-13本)ことが確認できた.また,四塩化炭素を試料にCARS信号を観測した結果,分子振動が選択的に励起(周波数分解能が約3倍に向上)されていることが確認できた.生きたままの生体組織・細胞を構成する分子ならびにその機能を観測する"分子イメージング"技術は,ポストゲノム研究において必要不可欠な研究ツールとなる.CARS(コヒーレントアンチストークスラマン散乱)顕微鏡は,全ての分子が持つ分子振動を観測することにより,無染色に分子種ならび分子構造情報を得ることができ,また非線形光学効果による回折限界を超えた空間分解能と誘導放出過程による高い感度を備えた観測手段である.本研究では,より高速に,細胞内の分子分布を無染色顕微観測することを目指して,擬似ランダム符号を利用したパルスシェーピング多焦点CARS顕微鏡を開発する.回折格子,凹面鏡,SLM(浜松ホトニクス:X8267-790C既存)から構成されるパルスシェーパーを構築し,相互相関計ならびに自己相関計によりパルス波形が観測できる環境を整えた.また,このパルスシェープした光によってTHzの発生実験を行った.THzは多モード発振している超短パルスレーザーのモード間のダウンコンバージョンによって発生すると考えることができ,パルスシェーピングによって,特定周波数領域のTHz波の増強・抑制が期待できる.これは,CARS顕微鏡において,超短パルスレーザー光によって,特定の分子振動の励起を増強・抑制することに対応する.パルスシェーピングすることにより,発生されるTHz波の波形が変化し,特定の周波数領域のTHz波が抑制されていることを確認した.今後,擬似ランダム符号化の効果等について検討し,CARS顕微鏡の構築へとつなげる.生きたままの生体組織・細胞を構成する分子ならびにその機能を観測する"分子イメージング"技術は,ポストゲノム研究において必要不可欠な研究ツールとなる.CARS(コヒーレントアンチストークスラマン散乱)顕微鏡は,全ての分子が持つ分子振動を観測することにより,無染色に分子種ならび分子構造情報を得ることができ,また非線形光学効果による回折限界を超えた空間分解能と誘導放出過程による高い感度を備えた観測手段である.しかしながら,これまでのCARS顕微鏡では2色のレーザーを必要としていたために,装置が複雑なものとなっていた。本研究では,一台の超短パルスレーザーを使用し,パルスシェーピングすることによって選択的に分子振動を励起する手法の開発を行った.昨年度,作製したパルスシェーピング装置を改造し,2ビームを同時にパルスシェーピング可能なえるものとした.これにより,相互相関を容易に観測できるようになった.パルスシェーピング時に与える変調方法の比較を行った.正弦波状の位相変調を与えるものと,擬似ランダム符号を与えた時との比較を行ったところ,擬似ランダム符号を与えた方が,相互相関信号のパルス列の数が多くなる(正弦波では3-5本,擬似ランダム符号では9-13本)ことが確認できた.また,四塩化炭素を試料にCARS信号を観測した結果,分子振動が選択的に励起(周波数分解能が約3倍に向上)されていることが確認できた.
楕円コホモロジー論の研究

得られた研究成果は次の通りである。まず、第1の研究は有限アーベル群、特に素数べき位数の巡回群の分類空間に対する楕円コホモロジー論の数論的構造についてである.この環の代数的構造は複素有向コホモロジー論の一般論から、係数環上のべき級数環を形式群のp倍列で生成されたイデアルで割ったものであることが容易に示される.ここで係数環のある種の完備化をすれば、p倍列は代数的であることが示され、求める環は係数環上の代数拡大となる。一方、楕円コホモロジー論の係数環は半整数のフーリエ係数を持つレベル2の正則保型形式のなす環と同一視される.この環の自然な拡大環としてレベルpべきの正則保型形式のなす環が考えられるが、この環の完備化が、求める環と同型になることが示された.この結果の意義をすこし述べる.有限群の複素表現の指標の定義するには、巡回群の場合を考えれば十分である。一方、有限群の分類空間の一般コホモロジー論はある種の表現と考えられる。Hopking-Kuhn-Ravenelはこのような表現の指標を位相的に定義した。一般コホモロジー論がK-理論のときはAtiyahの定理からこの位相的指標は通常の表現の指標と本質的に一致する。しかしながら楕円コホモロジー論の場合、彼等の定義は人工的で本質的な意味が捉えにくい。上に述べた巡回群の楕円コホモロジー論の数論的解釈はこの問題の解明に寄与するものと思われる。次に、Morava K-理論についても同様の結果が得られている.ただしこの場合は問題設定を次のように行った。有限アーベル群の分類空間に対し、そのp-進Morava K-群はHopf代数の構造を持つ.ただし係数環はWitt環、つまりp-進局所体の整数環に取っておく.このHopf代数を代数群と考え、p-進閉体に値を取る群の構造を調べることを目標とした.Morava K-理論は局所理論であり、楕円コホモロジー論に比べ取扱が容易であり、特に位数pべきの巡回群のの場合、Hopf代数の構造はLubin-Tate形式群による局所類体論の構成を用いることにより決定することが出来た。楕円コホモロジー論は楕円種数をホモトピー論的に表現するため、Landweber等によって楕円曲線の普遍形式群を用いて定義された。楕円コホモロジー論はその後、MITのHopkins等によって精力的に研究がなされ、例えばそれが1つのコホモロジー論と云うより楕円曲線のモデュライ上で定義される理論の族として構成されること、あるいは楕円コホモロジー論の意味でorientableな多様体の特徴付けとWitten種数のホモトピー論的構成等が最近の成果である。一方、我々の研究グループでは楕円コホモロジー論を媒介として、ホモトピー論と楕円曲線あるいは保型形式の理論との関係について研究を行った。具体的な成果としては、まず位数がNの有限巡回群の分類空間の楕円コホモロジー群とレベルNの保型形式の環がある意味で同一視できることが示された。

Nが無限大に行くとき、この楕円コホモロジー群は楕円コホモロジー論の形式群を表わす形式ホップ代数を近似することから、この結果は楕円コホモロジー論の形式群、従って楕円コホモロジー論そのものが原理的には保型形式の環のガロア拡大の理論から構成される可能性を示している。また関連する結果としては、一般に高さがnのLubin-Tateコホモロジー論において、位数がNの有限巡回群のn個の直積の分類空間のコホモロジー群における線形群の表現が、係数環の形式群におけるN-倍多項式の分解体のガロア表現と密接に関係することを示した。今後の研究課題としては例えば上に述べた線形群の表現のEichler-Shimuraコホモロジーを決定することが考えられる。得られた研究成果は次の通りである。まず、第1の研究は有限アーベル群、特に素数べき位数の巡回群の分類空間に対する楕円コホモロジー論の数論的構造についてである.この環の代数的構造は複素有向コホモロジー論の一般論から、係数環上のべき級数環を形式群のp倍列で生成されたイデアルで割ったものであることが容易に示される.ここで係数環のある種の完備化をすれば、p倍列は代数的であることが示され、求める環は係数環上の代数拡大となる。一方、楕円コホモロジー論の係数環は半整数のフーリエ係数を持つレベル2の正則保型形式のなす環と同一視される.この環の自然な拡大環としてレベルpべきの正則保型形式のなす環が考えられるが、この環の完備化が、求める環と同型になることが示された.この結果の意義をすこし述べる.有限群の複素表現の指標の定義するには、巡回群の場合を考えれば十分である。一方、有限群の分類空間の一般コホモロジー論はある種の表現と考えられる。Hopkins-Kuhn-Ravenelはこのような表現の指標を位相的に定義した。一般コホモロジー論がK-理論のときはAtiyahの定理からこの位相的指標は通常の表現の指標と本質的に一致する。しかしながら楕円コホモロジー論の場合、彼等の定義は人工的で本質的な意味が捉えにくい。上に述べた巡回群の楕円コホモロジー論の数論的解釈はこの問題の解明に寄与するものと思われる。次に、Morava K-理論についても同様の結果が得られている.ただしこの場合は問題設定を次のように行った.有限アーベル群の分類空間に対し、そのp-進Morava K-群はHopf代数の構造を持つ,ただし係数環はWitt環、つまりp-進局所体の整数環に取っておく.このHopf代数を代数群と考え、p進閉体に値を取る群の構造を調べることを目標とした,Morava K-理論は局所理論であり、楕円コホモロジー論に比べ取扱が容易であり、特に位数pべきの巡回群のの場合、Hopf代数の構造はLubin-Tate形式群による局所類体論の構成を用いることにより決定することが出来た。
齲蝕病原性細菌の母子感染とバイオフィルムの関係に関する研究

ミュータンス菌は、う蝕(虫歯)の主な原因菌であり、歯の表面にバイオフィルム(細菌の集合体、歯垢)を形成する。このミュータンス菌の数ある遺伝子の中でも、SMU832,833遺伝子については、子が母親などの養育者からミュータンス菌を獲得する際に関与している可能性が示唆された。また、バイオフィルム形成にも関係していることが示唆された。口腔バイオフィルムの主体であり、う蝕の主な原因菌であるStreptococcus mutansは、乳幼児期に母親などの養育者から子へ伝播する。我々のこれまでの研究で174組の母子(3歳児)から分離したS. mutansをPFGE法を用いて母子間の一致率を調べるとともに、ゲノムDNAが異なる17種類を同定することができた。このうち、バイオフィルム形成能が最も高い株と低い株についてFlow cell systemを用いてバイオフィルムを形成させ、共焦点レーザー顕微鏡にて観察し、画像評価を行った。さらにDNAマイクロアレイを用いて、バイオフィルム形成時の発現に差のある遺伝子を明らかにした。今年度では、アレイにより明らかとなった74のバイオフィルム関連遺伝子の中で、CSPによるQSシステムの制御を受けていた45遺伝子に焦点を当て、バイオフィルム形成能が異なる17種類のS. mutans臨床分離株において、これら遺伝子がどのように存在し、分布しているのかをPCR法を用いて検討した。その結果、母と子でPFGEパターンが一致しなかった子から分離されたS. mutans6株は約81.1%の確率でQSシステム関連遺伝子を保有していた。一致しなかった母のS. mutansは約66.7%、母子一致したS. mutansは約66.2%と、一致しなかった子よりも低い傾向がみられた。これは、母以外の者から子へS. mutansが伝播する際に本菌のQSシステムが関与している可能性を示唆している。特に、SMU832,833,1909,1912,1506については、一致しない子供のS. mutansからは100%に近い値で検出されているのに対して、他のS. mutansでは60%以下であった。このことから、これら遺伝子は、子が母親以外の者からS. mutansを獲得する際の何らかの指標となる可能性が示唆された。我々のこれまでの研究で174組の母子(3歳児)から分離したS.mutansをPFGE法を用いて母子間の一致率を調べるとともに、ゲノムDNAが異なる17種類を同定することができた。今年度では、昨年度までの我々の研究より明らかになったアレイによりスクリーニングできた74のバイオフィルム関連遺伝子の中でも、母子間で遺伝子型(PFGEパターン)が一致せず、子のみより分離された臨床分離株S.mutans6株がほとんど保有していた遺伝子SMU832, 833, 1912の欠損変異株を作製し、バイオフィルム形成能を調べた。バイオフィルム形成能は、培地{Tryptic Soy Broth without Dextrose(TSB w/o Dex.)もしくはTSB w/o Dex.+0.25%Sucrose}が入った96-well plateに各細菌懸濁液を入れ、37°CCO_2下にて6時間培養した後、形成されたバイオフィルムをサフラニン溶液にて染色し、吸光度(492nm)を測定することにより定量化した。SMU832, 833遺伝子欠損株においては、6時間培養において、培地中のsucroseの有無に関わらず、バイオフィルム形成能が親株(S.mutans UA159)よりも高くなった。このことから、これら遺伝子がバイオフィルム形成にも関与している可能性が示唆された。我々のこれまでの研究で174組の母子(3歳児)から分離したS.mutansをパルスフィールドゲル電気泳動法(PFGE)を用いて母子間の一致率を調べるとともに、ゲノムDNAが異なる17種類を同定することができた。スクリーニングできた74のバイオフィルム関連遺伝子の中でも、母子間で遺伝子型(PFGEパターン)が一致せず、子のみより分離された臨床分離株S.mutans6株がほとんど保有していた遺伝子SMU832,833に注目し、これらの遺伝子欠損株を作製し、バイオフィルム形成能を調べた。

バイオフィルム形成能は、96-well plateに各細菌懸濁液を入れ、37°CCO_2下にて培養した後、形成されたバイオフィルムをサフラニン溶液にて染色し、吸光度(492nm)を測定することにより定量化した。これら欠損株においては、Tryptic Soy Broth without Dexstrose培地における6時間培養において、バイオフィルム形成能が親株(S.mutans UA159)よりも高くなったが、18時間培養では差が認められなかった。また、Brain Heart Infusion培地においては、菌の凝集が認められた。以上のことから、SMU832,833は、子供がS.mutansを獲得する時期でもある初期のバイオフィルム形成や菌の凝集に何らかの影響を及ぼしていることが示唆された。
人工共生系バイオプロセスの開発

本研究では、藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人工共生系を構築し、それをバイオレメディエーションに応用することを目的とした。平成9年度は藍藻Anabaena sp.と大腸菌とから構成される人工共生系モデルを構築し、人工共生系の基礎的な形態を構築することができた。本年度はまず、藍藻Anabaena sp.とFlavobacterium sp.とから構成される農薬バイオレメディエーション人工共生系について検討した。バイオレメディエーション系を構築することを目的として、有機リン系殺虫剤分解能力を有するFlavobacterium sp.を従属栄養細菌として用いた人工共生系を構築した。Flavobacterium sp.は細胞内に有機リン系殺虫剤を加水分解する酵素、ホスホトリエステラーゼ(PTE)を保有する。回分培養系においては藍藻培養上清を用いることで、Flavobacterium sp.が良好に増殖し、PTEを発現できることが明かとなった。そこで藍藻Anabaena sp.とFlavobacterium sp.とから構成される農薬バイオレメディエーション人工共生系を疑似連続培養系で検討したところ、高い農薬分解活性が維持され、その結果としてモデル農薬として用いたフェニトロチオンが連続的に分解できることが示された。本成果により本研究の目的である藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人工共生系の構築とそのバイオレメディエーションへの応用が達成された。さらに、海洋藍藻に重金属耐性を遺伝子操作技術により付与し、今後のバイオレメディエーション系構築のための基礎技術を提供した。すなわち、海洋藍藻にメタロチオネイン遺伝子を挿入/発現させることで海洋藍藻に重金属耐性を付与させることに成功した。以上のように、本研究では藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人工共生系を構築し、それをバイオレメディエーションに応用することに成功した。また、今後のバイオレメディエーションに応用する重金属耐性を有する藍藻の作出方法についても提案することができた。本研究の成果は今後の環境浄化技術に対してきわめて重要な知見を提供するものと確信する。本研究では独立栄養生物として窒素固定型の藍藻および従属栄養生物として大腸菌に着目し、この両者から構成される人工の共生系を構築し、新しいバイオプロセスの最適化・評価を行うことを目的とした。窒素固定藍藻として淡水性藍藻Anabaena sp.PCC7120,また従属栄養生物として大腸菌Escherichia coliを用いた。これらを貧栄養環境下、光照射下で回分培養を行なった。その結果、大腸菌単独では細胞数は徐々に減少していくのに対して、藍藻と共存することにより、その細胞濃度は定常に保たれた。これは、藍藻によって固定された炭素源ならびに窒素源が培養液中に放出され、これを大腸菌が増殖に利用できたためと考えられた。そこで、Anabaena sp.PCC7120と大腸菌Escherichia coliDH5αから構成される人工共生系を長期安定に保持することを検討することを目的に疑似連続培養を試みた。特に、フィールドでの実験を想定して、明暗の光照射サイクル下での培養を行なった。系の希釈率には藍藻の比増殖速度を考慮に0.18day^<-1>とした。その結果、大腸菌の細胞濃度は200時間以上にわたって、10^7CFUml^<-1>

程度に保たれ、またその間藍藻の細胞濃度も一定であった。さらに、人工共生系において藍藻からの従属栄養生物への積極的なエネルギー供給方法として両代謝系の架け橋となるメタボリックインターフェイスを開発することを目的にシアノファージの応用を試みた。ここではAnabaena sp.に感染する溶原性シアノファージ、AN10を用いた。その結果、藍藻の培養液では大腸菌は10^7CFUml^<-1>程度までしか増殖しないのに対し、シアノファージ感染液では10^8CFUml^<-1>まで増殖することが見いだされた。このことから、シアノファージは有効なメタボリックインターフェイスとして利用できることが明かとなった。本研究では、藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人工共生系を構築し、それをバイオレメディエーションに応用することを目的とした。平成9年度は藍藻Anabaena sp.と大腸菌とから構成される人工共生系モデルを構築し、人工共生系の基礎的な形態を構築することができた。本年度はまず、藍藻Anabaena sp.とFlavobacterium sp.とから構成される農薬バイオレメディエーション人工共生系について検討した。バイオレメディエーション系を構築することを目的として、有機リン系殺虫剤分解能力を有するFlavobacterium sp.を従属栄養細菌として用いた人工共生系を構築した。Flavobacterium sp.は細胞内に有機リン系殺虫剤を加水分解する酵素、ホスホトリエステラーゼ(PTE)を保有する。回分培養系においては藍藻培養上清を用いることで、Flavobacterium sp.が良好に増殖し、PETを発現できることが明らかとなった。そこで、藍藻Anabaena sp.とFlavobacterium sp.とから構成される農薬バイオレメディエーション人工共生系を疑似連続培養系で検討したところ、高い農薬分解活性が維持され、その結果としてモデル農薬として用いたフィニトロチオンが連続的に分解できることが示された。本成果により本研究の目的である藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人口共生系の構築とそのバイオレメディエーションへの応用が達成された。さらに、海洋藍藻に重金属耐性を遺伝子操作技術により付与し、今後のバイオレメディエーション系構築のための基礎技術を提供した。すなわち、海洋藍藻にメタロチオネイン遺伝子を挿入/発現させることで海洋藍藻に重金属耐性を付与させることに成功した。以上のように、本研究では藍藻を従属栄養生物に対するエネルギー供給源・従属栄養生物を環境浄化者と位置づけた人口共生系を構築し、それをバイオレメディエーションに応用することに成功した。
ヘガード分解と基本群の3組

3次元多様体へのヘガード分解に対応する、ヘガード曲面Σの基本群Gとその2つの正規部分群G_1,G_2の3組によりヘガード分解及び3次元多様体の位相的性質の研究を目的とし、以下を得た。1.統計力学的手法による研究:ヘガードダイアグラムをヘガード曲面Σの上のリンクダイアグラムとみなすことによりΣxRにおけるリンク理論と密接な関連を持つ。実際、これまでの研究で有向リンクL(⊂ΣxR)のアンビィエントイソトピー不変量として、Σ内の余次元1のリンクで生成されるZ[A, A^<-1>]係数の自由加群∧(Σ)に値をもつFL(A)をどうにゅうし種類1のヘガード分解をもつ3次元多用体のクラスに対する位相不変量を得ている。この方向での研究の基礎として、ΣxR内のリンクについて、(1)ΣxR上の自己同相によるリンクの同値不変量(2)分離可能リンクに関する積定理(3)電気回路網における電気伝導率に由来するアイデアを発展させ、無向リンクに対する分数多項式型のアンビィエントイソトピー不変量(4)交代リンクに対するテイト型定理(5)「どんなG_1∩G_2が単純閉曲線の非自明なホモトピー類を含むか」について、自然な写像ψ:G→∧(Σ)による像の単項性(「ジョーンズ多項式1の結び目は自明か」とも関連)を調べることが有効である等の結果を得た。2.双曲幾何の手法による研究:種数2以上のヘガード曲面Σについて、Σ上の双曲的構造H^2/Г(H^2:双曲平面Г:PSL(2,R)の離散部分群により3組(G;G_1,G_2)はГとその2つの正規部分群による3組(Г;Г_1、Г_2)に対応する。これについて、従来とは異なり多くの対称性をもつГの新しい生成系が具体的に2x2行列として得られた。これにより、ヘガードダイアグラムからГ_1、Г_2の「生成系」も効率的に得られる。3.分担者の専門とする手法による研究:各分担者は本研究と関連する基礎研究として興味深い多くの成果を得た。3次元多様体Mのヘガード分解に対応する、ヘガード曲面Σの基本群とその2つの正規部分群G_1,G_2の3組によりヘガード分解及び3次元多様体の位相的性質の研究を目的とし、以下の進展があった。1.組合せ群論的手法による研究.(1)ヘガードダイアグラムから得られるMの基本群の有限表示に対し自由微分の手法により基本群の同型不変量として、初等イデアル、多項式等が得られた。種数2の3次元多様体の分類等への応用が期待される。(2)群の3組についてΣの基本群は有限表示可能であるがG_1,G_2は無限生成なので(1)の手法はそのままでは使えず、新たな工夫を試みている。2.統計力学的手法による研究.ヘガードダイアグラムをヘガード曲面Σ上のリンクダイアグラムとみなしΣ×Rにおけるlink theoryを用いた研究も有効である。これまでの研究で有向リンクLのambient isotopy不変量として、Kauffmanのbracket多項式のideaを用いて、F_L(A)を導入し種数1のヘガード分解をもつ3次元多様体のclassに対する位相不変量を得ている。

これと関連して本研究では、一般種数の場合の基礎として、Σ×R内のリンクについて、(1)リンクのΣ×R上の同相写像による同値不変量、(2)分離可能リンクに関する積定理、(3)電気回路網におけるconductanceに由来するideaを発展させ、無向リンクに対する分数多項式型ambient isotopy不変量、等を得た。群の3組への応用も試みている。3.双曲幾何及び幾何学的群論の手法による研究.ヘガード分解はヘガードソ-イングを通してΣ上の写像類群と密接に関連する。種数2以上のΣに対し、双曲構造を用いた手法に加え、その発展として最近特に新分野として注目を浴びている幾何学的群論の手法を用いた群の3組の研究を試みている。3次元多様体Mのへガード分解に対応する、ヘガード曲面Σの基本群Gとその2つの正規部分群G_1,G_2の3組によりヘガード分解及び3次元多様体の位相的性質の研究を目的とし、以下が得られた。1.統計力学的手法による研究。へガードダイアグラムをヘガード曲面Σ上のリンクダイアグラムとみなすことによりΣ×Rにおけるリンク理論と密接な関連をもつ。実際、これまでの研究で有向リンクL(⊂ΣxR)のアンビィエントイソトピー不変量として、カウフマンのブラケット多項式のアイデアを用いて、Σ内の余次元1のリンクで生成されるZ[A,A^<-1>]係数の自由加群Λ(Σ)に値をもつF_L(A)を導入し種数1のヘガ一ド分解をもつ3次元多様体のクラスに対する位相不変量を得ている。この方向での研究の基礎として、Σ×R内のリンクについて、(1)Σ×R上の自己同相によるリンクの同個不変量B、(2)分離司能リンクに関する積定理、(3)電気回路網における電気伝導率に由来するアイデアを発展させ、無向リンクに対する分数多項式型のアンビィエントイソトピー不変量、(4)交代リンクに対するテイト型定理、(5)「どんなG_1∩G_2が単純閉曲線の非自明なホモトピー類を含むか?」について、自然な写像ψ:G→A(Σ)による像の単項性(「ジョーンズ多項式1の結び目は自明か」とも関違)を調べることが有効である、等の結果を得た。2.双曲幾何の手法による研究。種数2以上のへガード曲面Σについて、Σ上の双曲均溝造H^2/Γ(H^2:双曲平面、Γ:PSL(2,R)の離散部分群)により3組(G;G_1,G_2)はΓとその2つの正規部分群による3組(Γ;Γ_1,Γ_2)に対応する。これについて、従来とは異なり多くの対称性をもつΓの新しい生成系が具体的に2×2行列として得られた。これにより、ヘガードダイアグラムからΓ_1,Γ_2の「生成系」も効率的に得られる。
外部反射法によるポルフィリン類の液液界面吸着体のその場測定と界面配向

著者らは,外部反射(ER)及び部分内部反射(PIR)を含む部分反射分光法のためのその場測定装置を開発することにより,不活性有機溶媒/無機酸(HX)水溶液界面における親油性ポルフィリン(H_2P)のプロトン化体(H_4PX_2)の界面吸着状態を研究した.1.会合形(H_4PX_2)_<n.i>における酸型テトラフェニルポルフィリンの化学量論的解析は溶液セルとプリズムから成る簡易装置を用いて達成された.(1)トルエン-4 M H_2SO_4系ではER分光法が界面吸着体と有機相の親油性溶質(H_2P)_oを区別するのに効果的であった.(2)ドデカン-4 M H_2SO_4系では全(H_2P)_oがプロトン化して(H_4PX_2)_<n.i>と水溶性化学種H_4P^<2+>_<aq>を生じた.界面分子密度[H_4PX_2]_iに対する各バンドの反射吸光度の関係は,界面吸着状態が単層から異なる反射係数をもつ多層への変化を示唆した.(3)ドデカン-4 M H_2SO_4系における飽和界面分子密度は1.20×10^<-10>mol cm^<-2>と見積られ,ピロール環の界面法線からの傾斜角は47°と算出された.2.メソ-フェニルグループにオルト-位置換基を持つ親油性テトラフェニルポルフィリン誘導体では会合体が見られなかった.酸型のテトラ-p-トルイルポルフィリンは幾つかの会合体を形成した.分子会合はフェニルグループが回転して平面型分子構造となる性質に依存することを示唆している.3.試作の角度可変装置を用いて反射スペクトルの角度依存性を検討した.p-偏光PIRスペクトル中に正と負のバンドが,p-偏光ERスペクトルのバンドに対応しつつ逆符号で観測された.これらのことは,p-PIR分光法の界面選択則がp-ER分光法のそれとは逆のルールを有し,PIR分光法もまた分子配向の解析に用い得ることを示唆する.本研究は,外部反射法が多くの液液抽出系で界面吸着体のみのスペクトルを与え,かつ,その偏光スペクトルが界面分子配向に関する豊富なスペクトル情報をもたらし得ることに着目し,酸型ポルフィリン類のJ-会合体を測定対象として吸着体のキャラクタリゼーションを遂行すると共に,外部反射法(さらには部分反射法)を液液界面に対する実用的なin situ測定法として確立することにより,「液液界面ナノ領域の化学」に関する研究・開発に資することを目的としている.平成13年度はテトラフェニルポルフィリン(H_2TPP)のトルエン(およびドデカン)と無機酸水溶液との界面におけるJ-会合体,(H_4TPP^<2+>)_nの吸着状態を解析した.1)プリズム-セル法によって反射スペクトルを測定し,飽和界面濃度(C^s_i),会合度(n)およびピロール環の界面配向(法角φ)を化学量論的に解析した結果,トルエン-硫酸系ではC^s_i=2.6_<7X>10^<-10>molcm^<-2>,n=4,φ=19゚,またドデカン-硫酸系ではC^s_i=1.2_<0X>10^<-10>molcm^<-2>,n:未定,φ=47゚の各値を得,配向角が有機溶媒に依存して異なることが分かった.前者の系では大部分のH_2TPPがトルエン相中に溶存し,一部がJ-会合体となって界面吸着した.後者の系ではH_2TPPの大部分が界面吸着し,一部が水相にH_4TPP^<2+>として溶存したが,ドデカン相中には全く観測されなかった.後者の系について詳細に検討した結果,単層-多層吸着状態を識別する方法を見出した.2)プリズム-セル法によりp-偏光外部反射スペクトルを測定した結果,正と負のバンドをもつスペクトルが観測され,界面選択則によって配向に関する定性的情報を得ることができ,化学量論的解析結果と照合できた.3)作製した入射角可変装置を,購入した設備備品「CCDアレイ分光光度計」に接続し,部分反射スペクトルの入射角依存性を検討した結果,部分内部反射スペクトルでも正と負のバンドをもつスペクトルが新たに観測された.現在,速報誌に投稿準備中である.4)上記3の部分(外部および部分内部)反射スペクトルの正負のバンドの符号に関するそれぞれの界面選択則と相補性について検討中である.5)以前までの成果と本研究結果から得られる成果の一部につき,平成14年3月の国際溶媒抽出学会(南アフリカ共和国・ケープタウン)で発表した.著者らは,外部反射(ER)及び部分内部反射(PIR)を含む部分反射分光法のためのその場測定装置を開発することにより,不活性有機溶媒/無機酸(HX)水溶液界面における親油性ポルフィリン(H_2P)のプロトン化体(H_4PX_2)の界面吸着状態を研究した.1.会合形(H_4PX_2)_<n.i>における酸型テトラフェニルポルフィリンの化学量論的解析は溶液セルとプリズムから成る簡易装置を用いて達成された.(1)トルエン-4 M H_2SO_4系ではER分光法が界面吸着体と有機相の親油性溶質(H_2P)_oを区別するのに効果的であった.