hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
15～17世紀における日本の海外貿易と国内経済との連関の研究

30年度は、九州・西日本における地域経済と対外貿易との連関を裏付ける史料事例を探り、輸入品の流通・消費と輸出品の調達、及びそれらの地域経済とのかかわりを検討した。京都の寺院や貴族の日記・記録も調査の対象とした。日本中世経済史の先行研究を調査して、海外貿易史研究の新たな枠組みを構築するための論点整理を行った。これらの研究の成果として、これまでにも共同で研究を行ってきた隣接分野の研究者を招待し、「Asian Studies Conference Japan」という国際学会でパネルを企画し、報告を行った。この報告では、本研究課題の中心となる唐物の流通・消費について考察し、唐物の品質判断の難しさや、遣明船経営者の荘園ネットワークと資金調達方法について検討し、対外関係史と経済史の接点となる論点を示した。さらに、明の朝貢体制における「legal private trade」(合法的私貿易)の発展というテーマに着目した。この研究については、ボン大学で開催されたワークショップにおいて報告を行った。この報告では、日本遣明使節の中国での貿易活動を主な題材に、徐々に公認されるようになった「合法的私貿易」のあり方を分析した。この報告をもとに執筆した論文は今年度中にボン大学から刊行される予定。また、朝貢体制のなかで互市が早く公認されるようになったとされる広東に注目し、互市の公認が浙江における対外貿易の環境に与えた影響について考察した。この内容について上海大学で開催されたシンポジウムで報告を行った。史料からのデータ収集は当初予定していた順番と若干異なるが、研究全体は当初の研究実施計画に沿っておおむね順調に進んでいる。収集した史料から抽出した事例は少しずつ増えているが、広範囲に渡る膨大な史料群のため、これからもデータ収集・分析を続ける必要がある。一方、本課題の内容で今年度中に単著を出版するという機会が得られたため、30年度は出版に向けてこれまでの先行研究を整理したり、再確認したりする作業が加わり、その分史料収集の範囲が当初想定していたより狭くなった。日本経済史研究の蓄積が厚いため、30年度に網羅できなかった先行研究についてはさらに調査し、論点整理を続ける。当初の研究実施計画に沿ってさらに史料収集を進め、海外貿易と国内経済との連関を示す史料事例を集め、データを整理する。また、今年度は単著の執筆を終えることを優先し、国内・国外調査を行わない。29年度は、以下の課題に重点を置き、研究を実施した。まず、九州・西日本における地域経済と対外貿易との連関を裏付ける史料事例を探り、日本における輸入品の流通・消費と輸出品の調達、及びそれらの地域経済とのかかわりを検討した。また、遣明船貿易に従事した禅僧による情報収集及び貿易活動の実態を解明した。こうした史料の収集・分析作業のほか、日本中世社会経済史の先行研究を調査して、海外貿易史研究と経済史研究に共通する論点を提供し、海外貿易史研究の新たな枠組みを構築するための論点整理を開始した。これらの研究の成果として国際学会で報告を行った。さらに、これまでにも共同で研究を行ってきた隣接分野の研究者を招待し、30年度開催の「Asian Studies Conference Japan」という国際学会でパネルを企画した。本研究課題を総括的・多面的に議論することが期待される。さらに29年度は中国・ポルトガル史料の内容も調査を始め、16世紀の日中貿易を倭寇問題やヨーロッパ進出というより広い文脈で捉えなおし、中国辺境地における密貿易と朝貢貿易の実態を総合的に検討した。とりわけ、1互市という交易形態の実態、2互市の拡大と辺境地の影響、3互市体制への転換と官収買の消滅、といった課題に取り組み、「朝貢から互市へ」の転換の一端を究明した。この研究については、東方学会の平成29年度秋季学術大会のシンポジウムにおいて報告を行った。さらに、中国における外交使節の貨物検査と互市への転換について論文を発表した。以上の活動のほか、「朱印船のアジア史的研究:1617世紀、日本往来の「国書」と外交使節」というプロジェクトの研究会で日明勘合制度に関する報告へのコメントを行った。大変有意義な議論ができ、本研究の遂行にあたり示唆に富む意見交換ができた。収集した史料から抽出した事例はまだ多くないが、広範囲に渡る膨大な史料群のため、想定内である。当初の予定通りこれからの論文執筆に向けてデータ収集・分析をさらに続ける。

この報告では、日本遣明使節の中国での貿易活動を主な題材に、徐々に公認されるようになった「合法的私貿易」のあり方を分析した。この報告をもとに執筆した論文は今年度中にボン大学から刊行される予定。また、朝貢体制のなかで互市が早く公認されるようになったとされる広東に注目し、互市の公認が浙江における対外貿易の環境に与えた影響について考察した。この内容について上海大学で開催されたシンポジウムで報告を行った。史料からのデータ収集は当初予定していた順番と若干異なるが、研究全体は当初の研究実施計画に沿っておおむね順調に進んでいる。収集した史料から抽出した事例は少しずつ増えているが、広範囲に渡る膨大な史料群のため、これからもデータ収集・分析を続ける必要がある。一方、本課題の内容で今年度中に単著を出版するという機会が得られたため、30年度は出版に向けてこれまでの先行研究を整理したり、再確認したりする作業が加わり、その分史料収集の範囲が当初想定していたより狭くなった。日本経済史研究の蓄積が厚いため、29年度に網羅できなかった先行研究については、30年度にさらに調査し、論点整理を続ける。当初の研究実施計画に沿ってさらなる史料収集を進め、海外貿易と国内経済との連関を示す史料事例を集め、データを整理する。30年度はこれまでの報告の内容やその他の成果を専門誌などに発表することも進めたい。日本経済史研究の蓄積が厚いため、30年度に網羅できなかった先行研究についてはさらに調査し、論点整理を続ける。当初の研究実施計画に沿ってさらに史料収集を進め、海外貿易と国内経済との連関を示す史料事例を集め、データを整理する。また、今年度は単著の執筆を終えることを優先し、国内・国外調査を行わない。29年度はデータ処理のための機器類を購入しなかったため、残金が生じた。処理するデータが増えたため、残金をこれらの機器類の購入に充当する予定である。30年度に海外(ドイツ・中国)で行った研究報告は、ワークショップ・シンポジウムの主催者が宿泊費・渡航費の一部を負担したため。これまでに研究に使用した職場のデスクトップパソコンのリース期間が今年度中に終了し、新たなパソコンのリースが行われないという事態になった。研究を続けるためにはパソコンが不可欠であるため、残金をデスクトップパソコンの購入に充当する予定である。
置換型DNA複製中間体分子構造の電子顕微鏡による解析

直鎖状2本鎖DNAの両5'末端に蛋白質を結合しているDNA・蛋白質複合体ゲノムは枯草菌ファージФ29、M2、Nfおよびアデノウイルス等で明らかにされ、DNA複製開始はプロテイン・プライミング反応によることが知られている。DNA複製開始反応に引き続き親鎖の1本、(5'側)を置換しながら伸長合成が進行する。生化学的解析から複製中間体は単一分子長(モノメリック)な2本鎖DNAに1本鎖(置換された)が結合した形態と解釈される構造が大多数をしめることが知られている。本研究はプロテイン・プライミングDNA複製開始反応後、伸長合成へと移行しつつある全てのDNA分子種を電子顕微鏡像として明らかにすることを目的とした。とくに、置換された1本鎖によるパンハンドル型DNA分子と両末端からの置換型複製をしつつある分子の有無について検討した。ファージM2、あるいはФ29の感染菌をプロトプラスト化し、不連続密度勾配をもつCsC1溶液に直接重層し超遠心により複製中間体を分画し電子顕微鏡試料とした。最も多く観察された中間体分子型は、M2、Ф29ともに単一分子長である6μm長をもつほぼ半分が2本鎖、半分が1本鎖で構成されていた。ついで、6μm長の2本鎖DNAに1本鎖がついた型であり、しかも1本鎖の長さと、1本鎖の接着点からいずれかの2本鎖の長さが等しい分子型が観察された。今後、観察例を増やし、より正確な複製中間体の分子型を明らかにしたい。
高強度THz帯電磁波の非熱的および熱的生体作用の解明

本研究はテラヘルツ(THz)帯電磁波に関し、生体への作用の探索とその活用を大目的とし、0.1-0.3THz程度の周波数範囲について,これまでに例のない高電力密度のばく露(数十から数百W/cm2)を用い、非熱的熱的な高エネルギーを付与する条件における細胞の活性や遺伝子の変化(遺伝子変異)を検出しやすい微生物(細菌、酵母等)を用い、非熱的ばく露によるこれまで未知の作用の有無や、熱的ばく露の作用の程度を把握する。
ヒトにおける薬物反応性・代謝の個人差・人種差の解析:遺伝子診断からのアプローチ

本研究ではin vivoとin vitroにおいてメフェニトインの代謝欠損と推定されるpoormetabolizer(PM)の同定を行った。そしてPMと代謝が正常なextensive metabolizer(EM)よりゲノムDNAを調製してメフェニトイン代謝に関与している酵素遺伝子の塩基配列を比較した。さらにメフェニトイン代謝に関連した薬物の検索としてin vitroにおいてジアゼパムの代謝を検討した。7人の日本人にメフェニトインを投与し、尿中未変化体の排泄動態を調べたところ、6例がEM、1例がPMと判定された。また12例の日本人と5例の白人の肝より調製したミクロソーム画分を用いてメフェニトイン4′-水酸化活性を測定したところ、日本人9例と白人5例がEMと判定され、残りの日本人3例がPMと判定された。in vivoとin vitroにおいてPMと判定された4例とEMの9例よりゲノムDNAを調製した。メフェニトインの代謝に関与が示唆されている酵素遺伝子の塩基配列を調べたところ、CYP2C9/18についてはEMとPMの間に変異は認められなかった。CYP2C19についてはPMの1例(in vivo)ではExon4における1塩基置換により、また他のPM1例(in vitro)ではExon5の直前における1塩基置換により、いずれの場合も正常なCYP2C19を発現しないことが明らかになった。他のPM2例は上記いずれの変異にも該当しなかったので現在さらにEMの配列と比較検討中である。ジアゼパムの代謝をEMとPMの肝ミクロソームを用いて検討した。高基質濃度(0.2mM)では主代謝経路は3-水酸化であり、CYP3A分子種が関与していたが、低基質濃度(<0.02mM)では主代謝経路は3-水酸化からN-脱メチル化に移りCYP2C分子種の関与が大きいことが明らかになった。したがってin vivoによる実験と同様にジアゼパムの代謝はメフェニトイン代謝に強い関連があることが明らかになった。ヒトにおける薬物反応性・代謝の個人差、人種差を遺伝子より解析することを目的として、平成5年度は健康志願者にメフェニトインを投与して代謝能の高い人(extensive metabolizer:EM)と代謝能の低い人(poor metabolizer:PM)を同定した。また集積された肝臓のサンプルより調製されたミクロソームを用いて、メフェニトイン水酸化活性を測定し、サンプルがEM由来であるかPM由来であるかを判定した。さらに健康志願者の血液と肝臓のサンプルより各々ゲノムDNAを調製し、以下に示す結果および知見が得られた。1)7人の健康志願者にメフェニトインを投与し、その未変化体の尿中排泄動態を調べたところ6例はS-体の代謝がR体より著しく速く、1例はS-体の代謝はR-体の代謝と同程度に遅かった。従って6例がEM、1例がPMと判定された。2)12例の日本人の肝よりミクロソームを調製し、それらを用いてR-,S-メフェニトイン水酸化活性を測定したところ12例のうち生成したメフェニトイン水酸化体のR/S比が0.3以下が9例、0.3以上が3例であった。従って9例がEM、3例がPMと判定された。

3)9例の肝臓(EM7例、PM2例)および2人の健康志願者(EM1人、PM2人)より常法に従ってゲノムDNAを調製し、それをテンプレートとしてメフェニトイン水酸化酵素CYP2C9、2C18のDNAのExon7が増幅されるようにPCR反応をおこなった。またPCR反応で得られたDNAより塩基配列決定用のDNAを調製した。以上、平成5年度研究計画については目標をほぼ順調に達成しており、平成6年度には残るExon領域と5-非翻訳領域のDNAの解析を進め、EMとPMおけるCYP2C9、2C18の塩基配列の差異を同定してPMにおけるこれらの酵素の実体を明らかにする予定にしている。本年度は前年度に引き続きin vitroにおいてメフェニトインの代謝欠損と推定されるpoormetabolizer(PM)の同定行った。さらにPMと代謝が正常なextensive metabolizer(EM)よりゲノムDNAを調製してメフェニトイン代謝に関与している酵素遺伝子の塩基配列をEM、PM間で比較した。またメフェニトイン代謝に関連した薬物の検索としてin vitroにおいてジアゼパムの代謝を検討した。PMの同定については5例の白人の肝より調製したミクロソーム画分を用いてメフェニトイン4'-水酸化活性を測定した。水酸化活性のR/S比はいずれも0.3以下であり5例すべてEMと判定された。in vivoとin vitroにおいてPMと判定された4例とEMの9例よりゲノムDNAを調製した。メフェニトインの代謝に関与が示唆されている酵素遺伝子の塩基配列を調べたところ、CYP2C9/18についてはEMとPMの間に変異は認められなかった。CYP2C19についてはPM1例(in vivo)ではExon4における1塩基置換により、また他のPM1例(in vitro)ではExon5の直前における1塩基置換により、いずれの場合も正常なCYP2C19を発現しないことが明らかになった。他のPM2例は上記いずれの変異にも該当しなかったので現在さらにEMの配列と比較検討中である。またジアゼパムの代謝をEMとPMの肝ミクロソームを用いて検討した。高基質濃度(0.2mM)では主代謝経路は3-水酸化であり、CYP3A分子種が関与していたが、低基質濃度(<0.02mM)では主代謝経路は3-水酸化からN-脱メチル化に移りCYP2C分子種の関与が大きいことが明らかになった。したがってin vivoによる実験と同様にジアゼパムの代謝はメフェニトイン代謝に強い関連があることが明らかになった。
すばる望遠鏡で探る宇宙の構造形成過程への観測的制限

現在すばる望遠鏡で精力的に行われている超広視野撮像カメラによる大規模かつ系統的な深宇宙探査計画(HSCサーベイ)により得られた観測データを用いて、過去最大の大規模銀河サンプルの構築を行なった。だがHSCサーベイでは銀河までの距離(赤方偏移)を可視光による撮像データで推定しているため誤差が大きく、銀河の赤方偏移進化を追う上ではより慎重な取り扱いが必要であると判明した。そこで海外の大規模シミュレーションや分光サーベイによる外部データを参照し、赤方偏移方向に大きなずれを持った銀河を取り除いたクリーンなサンプルを構築し直した。このクリーンサンプルを用いてクラスタリング解析を行い、銀河のクラスタリングの赤方偏移進化を調べた。HSCサーベイの深く探査面積が広くという特徴を活かし、従来の研究では観測できなかった低質量銀河や統計数が不十分であった大質量銀河まで、赤方偏移が0.3から1.4と極めて広い宇宙年齢にわたり、単一の銀河カタログに対して統一的な手法を適用して銀河とダークマターハロー(DMH)共進化を調べることに成功した。まず大きな中心銀河の周囲に存在する衛星銀河の割合は少なく、天の川銀河の100倍以上軽い銀河を考慮しても全銀河数の高々20%程度であることが判明した。さらにこの割合は赤方偏移0.3から1まではほぼ一定であるが、赤方偏移1を超えると急速に減少することがわかった。これは衛星銀河という小スケールの構造が近傍宇宙において急速に形成されたことを意味している。また銀河形成効率をDMH質量の関数として表した星質量・DMH質量比は基本的には理論モデルによる予言と一致した。だが大質量DMH内での銀河形成効率が理論モデルでは低く見積られており、これは従来の観測では大質量銀河数が統計的に不十分であり、その観測制限により理論モデルを構築したことに起因する。これらの成果を現在論文にまとめている。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、ダークマターとダークエネルギーという謎に包まれた宇宙の暗黒成分の観測を通して、現代天文学の最大の謎となっている宇宙の構造形成が宇宙年齢とともにどのように進行したのかを観測的に明らかにすることを目的とする。これを達成するには宇宙の各時代において大規模銀河サンプルを構築する必要があり、これまでは低赤方偏移での研究に限定されていた。だが現在すばる望遠鏡で精力的に行われている、超広視野撮像カメラによる大規模かつ系統的な宇宙探査計画(HSCサーベイ)により、遠方宇宙にいたるまで銀河の物理的性質を含む過去最大の大規模銀河サンプルの構築が可能となった。本研究ではこの大規模銀河サンプルに基づき、I)宇宙の大規模構造の形成過程、およびII)銀河進化の素過程、に対して、従来の研究よりも高精度かつより遠方宇宙に及ぶまで観測的に制限を与えることで研究目的を達成する。本年度はHSCサーベイのデータを用いて大規模銀河サンプルの構築を行なった。この銀河カタログ作成は本研究計画における最も基本的かつ重要な工程であり、次年度以降に正確な科学的成果を得るために慎重に行う必要があった。特にHSCサーベイは探査面積が非常に広大であるため、データのクオリティが観測領域ごとにばらつきがある。本研究はいわば精密宇宙論と形容できるほどの緻密な統計処理やデータ解析を行うため、最終的に得られる結果に影響を及ぼさないデータのクオリティレベルを模索し、可能な限り最大限の規模でサンプル構築を行なった。この銀河カタログ作成と並行して、赤方偏移3から5までの遠方宇宙における銀河とダークマターハローの関係について議論した関連研究について論文出版を行なった。HSCサーベイによるデータを用いた過去最大の大規模銀河カタログの作成が本年度中に完了した。これにより、次年度以降は本銀河カタログを用いて科学成果をあげることに集中することができる。だが、HSCサーベイは本来の観測計画よりも遅れが生じているため、最新のデータが公開されるたびに本研究の銀河カタログを随時更新してゆく必要がある。また銀河カタログの作成が年度内に完了したため、これを用いて赤方偏移0.3から1.4までの近傍宇宙に存在する銀河のバリオン進化と銀河を取り巻くダークマターの塊(ダークマターハロー)の進化の関連性を詳細に探る研究を遂行した。この研究では申請者がこれまでに行ってきた赤方偏移1.4以上の遠方宇宙における研究手法を応用することで、詳細な銀河進化を探るうえで最後のピースである赤方偏移1.4以下の宇宙で銀河とダークマターハローの共進化の様子について解き明かすことを目指している。HSCサーベイは進行途中であるため最終的な銀河カタログが完成していないが、それにも関わらずおよそ4,000,000天体にもおよぶ銀河サンプルの選択に成功し、これらを用いて極めて精密な銀河のクラスタリング解析を現在進めている。本研究の途中経過は北海道大学で開催された日本天文学会・秋季年会において口頭発表により報告した。本年度においてある程度の科学的成果が得られたため、現在これらの成果を報告するため結果を論文にまとめており、まもなく学術雑誌へ投稿する予定である。

そこで海外の大規模シミュレーションや分光サーベイによる外部データを参照し、赤方偏移方向に大きなずれを持った銀河を取り除いたクリーンなサンプルを構築し直した。このクリーンサンプルを用いてクラスタリング解析を行い、銀河のクラスタリングの赤方偏移進化を調べた。HSCサーベイの深く探査面積が広くという特徴を活かし、従来の研究では観測できなかった低質量銀河や統計数が不十分であった大質量銀河まで、赤方偏移が0.3から1.4と極めて広い宇宙年齢にわたり、単一の銀河カタログに対して統一的な手法を適用して銀河とダークマターハロー(DMH)共進化を調べることに成功した。まず大きな中心銀河の周囲に存在する衛星銀河の割合は少なく、天の川銀河の100倍以上軽い銀河を考慮しても全銀河数の高々20%程度であることが判明した。さらにこの割合は赤方偏移0.3から1まではほぼ一定であるが、赤方偏移1を超えると急速に減少することがわかった。これは衛星銀河という小スケールの構造が近傍宇宙において急速に形成されたことを意味している。また銀河形成効率をDMH質量の関数として表した星質量・DMH質量比は基本的には理論モデルによる予言と一致した。だが大質量DMH内での銀河形成効率が理論モデルでは低く見積られており、これは従来の観測では大質量銀河数が統計的に不十分であり、その観測制限により理論モデルを構築したことに起因する。これらの成果を現在論文にまとめている。まずは現在進めている、赤方偏移0.3から1.4までの近傍宇宙における銀河とそれらをとりまくダークマターハローの共進化の様子について調べた研究成果を学術論文で発表することを目指す。その後、同様の銀河サンプルを用いて赤方偏移0.3から1.4まで銀河サンプルを宇宙年齢で分割し、宇宙の各時代においてバリオン音響振動のシグナルを検出することを目標とする。銀河カタログについてはすでに完成しているが、今後新たにHSCサーベイのデータが公開されたあかつきにはそれらのデータを用いて現状の銀河カタログを更新する。これにより銀河サンプル数が飛躍的に増加し、より高い統計精度でバリオン音響振動のピークを捉えることで宇宙の膨張史やダークエネルギーの観測的性質を詳細に明らかにすることが可能となる。ただし、バリオン音響振動のシグナルを捉えるためには極めて広い一続きの領域を撮像観測する必要があるため、現状のデータで成果報告を行うか、あるいはHSCサーベイが進みより高い信頼度で科学成果が得られたのちに発表するかを慎重に見極める必要がある。同時に、HSCサーベイで進められている深宇宙探査計画(HSC Deepサーベイ)のデータも用いることで、より遠方宇宙まで銀河とダークマターハローの共進化を探る研究に着手する。HSC Deepサーベイは国内外の大型サーベイの公開データと組み合わせることで非常に広い波長範囲のデータを揃えることができ、これらを活用することによって赤方偏移3まで無バイアスに銀河を選択することが可能となる。この研究も推進することにより、銀河のバリオン進化とダークマターの密度揺らぎ進化の関連性を幅広い宇宙年齢に渡り解明することを目指す。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
複合材料の欠陥評価用AE波形解析機器の試作

1.目的本研究は(1)プラスチィック基(FRP)金属基(FRM)複合材料専用のアコースティック・エミッション(AE)波形解析機器を新たに試作し、(2)材料試験段階で破壊様式を分離計測しうる信号処理パラメータを決定し、複合材の強度評価、信頼性評価を行うAE解析装置を開発することを目的としている。特に、媒体の形状変換子を含む計測系の特性に依存しない割れ発生位置における割れ体積の時間変化を表示する"AE原波形解析"を組み入れた定量AE解析装置を目指している2.研究経過200KHz共振型変換子を用いる帯域幅100300KHzの4チャンネル複合材料用AE信号解析装置を試作し、その振幅分布計測により破壊機構の分類を進めるシステムが完成した。また、現有設備に2チャンネルの波形解析用の広帯域プリアンプを加えて6チャンネルの波形集録システムを完了している。これは、広帯域変換子(13MHz)により検出したAE波形を帯域DC-20MHzのプリアンプ40aBの増幅を行い、40MHz時間分解能10ビット2Mword容量のウエーブメモリーに収録し、HP216のデイスクに連送するシステムである。これらのシステムを連続的に作動させるソフト作りを完了し、AE原波形解析が可能となった。この試作装置をFRP,FRMに適用し、位置標定に加えて振幅分布による破壊機構の分離を進め、また原波形解析により定量的に繊維破析の大きさを検出、評価している。以上の結果より複合材料用のAE機器の開発は成功と結論しうる。1.目的本研究は(1)プラスティック基(FRP)、金属基(FRM)複合材料専用のアコースティック・エミッション(AE)波形解析機器を新たに試作し、(2)材料試験段階で破壊様式を分離計測しうる信号処理パラメーターを決定し、複合材の強度評価、信頼性評価を行うAE解析装置を開発することを目的としている。特に、媒体の形状、変換子を含む計測系の特性に依存しない割れ発生位置における割れ体積の時間変化を表示する"AE原波形解析"を組み入れた定量AE解析装置を目指している。2.研究経過昭和60年度は予定通り(1)200KHz共振型変換子を用いる帯域幅100300KHzの4チャンネル複合材料用AE信号解析装置を試作し、その振幅分布計測により破壊機構の分類を進めるシステムが完成した。また(2)現有設備に2チャンネルの波形解析用の広帯域プリアンプを加えて6チャンネルの波形集録システムを完了している。これは広帯域変換子(13MHz)により検出したAE波形を帯域Dc-20MHzのプリアンプで40dBの増幅を行い、40MHz、時間分解能10ビット2Mword容量のウェーブメモリーに収録し、HP216のディスクに転送するシステムである。
金属カリウム融液を用いた立方晶窒化ガリウム単結晶の育成

青色発光ダイオードや短波長半導体レーザー素子として研究されている窒化ガリウム(GaN)は、六方晶系のウルツ型構造である。GaNにはこの他に多形として立方晶系閃亜鉛鉱型構造のものが知られている。しかし、立方晶GaNの単結晶育成については、ほとんど研究例がない。本研究では、BN坩堝を用い、Kフラックス法による実験を行った。その結果、700°C、P_<N2>=7MPa、24hの条件で、気液界面付近に大きさ1mm程度の板状晶が得られた。また、坩堝壁面から融液内部にかけて大きさ50μm程度の黒色粒状の結晶が得られた。板状晶はh-GaNで、粒状晶ではc-GaNとh-GaNが混在していた。リートベルト解析の結果、粒状晶中のc-GaNの割合は約40%であった。600°C、P_<N2>=7MPa、24hではGaの多くがGa-K金属間化合物として残存し、気液界面付近に大きさが最大で30μmの粒状晶が得られた。粒状晶のc-GaNの割合は95%と大きかった。700°C、P_<N2>=4MPa、24hでもGa-K金属間化合物の残存がみられ、気液界面付近に最大で60μmの粒状晶が得られた。また、c-GaNの割合は70%であった。低温および低N_2圧側の条件では板状晶が生成しにくくなり、粒状晶中のc-GaNの割合は増加する傾向がみられた。700°C、P_<N2>=4MPa、96hの条件では、最大で大きさ約200μm程の粒状晶が得られた。650°C、P_<N2>=4MPa、96hの条件では大きさ約80μm程の粒状晶が得られた。立方晶の三回対称軸を反映した正三角形の(111)面、正方形の(110)面などが観察された。結晶のカソードルミネッセンススペクトルでは、3.209eVに強い発光ピークが観察された。このピークのエネルギー位置は、これまでに薄膜のc-GaNで報告されているバンド端付近からの発光ピーク位置に一致した。また、h-GaNのバンド端付近の発光ピーク(3.4eV)が見られないことより、この結晶粒はc-GaNと考えられる。発光ピークの半値幅が76meVで値が比較的小さいことから、結晶の品質もよいことが推察された。Naを加えたK-Naフラックス法では、700°C、P_<N2>=7MPa、96hの条件で、大きさが最大で2mm程度の板状晶が得られた。650°C、P_<N2>=4MPa、96hの条件では、h-GaNとc-GaNの混合物が得られたが、c-GaNの割合は20%であり、Kのみをフラックスに使用した場合に比べてh-GaNの割合が多くなる傾向が見られた。

このピークのエネルギー位置は、これまでに薄膜のc-GaNで報告されているバンド端付近からの発光ピーク位置に一致した。また、h-GaNのバンド端付近の発光ピーク(3.4eV)が見られないことより、この結晶粒はc-GaNと考えられる。発光ピークの半値幅が76meVで値が比較的小さいことから、結晶の品質もよいことが推察された。Naを加えたK-Naフラックス法では、700°C、P_<N2>=7MPa、96hの条件で、大きさが最大で2mm程度の板状晶が得られた。650°C、P_<N2>=4MPa、96hの条件では、h-GaNとc-GaNの混合物が得られたが、c-GaNの割合は20%であり、Kのみをフラックスに使用した場合に比べてh-GaNの割合が多くなる傾向が見られた。青色発光ダイオードや短波長半導体レーザー素子として開発研究が急速に展開しているGaNの多形の一つである閃亜鉛鉱型立方晶GaNは近年国内外で薄膜や超微粒子の形態での研究開発が行われているが、諸特性に関する基礎研究は良質単結晶がないためにほとんど行われていない。良質で比較的大きな立方晶GaNバルク単結晶を作製するため、本年度はK-Ga融液法による単結晶育成条件の実験を行った。Ar雰囲気のグローブボックス内で、金属Gaと金属Kをモル比でGa : K=4 : 3の割合で秤量した。K-Ga融液に金属Naを加えた実験では、K : Naのモル比が1 : 1と1 : 5でGa(K,Na)=4 : 3となるように秤量した。これら金属原料をBNルツボに入れ、BNルツボをSUS容器に入れ、N_2ガスを容器内に導入して、4-7MPa下、600700°Cの温度で2496時間加熱した。得られた生成物の微小試料を本科研費で購入したキャピラリーホールダー付イメージフォイルギニエカメラを用いて粉末X線回折法により相同定し、立方晶と六方晶相の割合はリートベルト解析法により算出した。700°C、N_2ガス圧7MPa、24時間の実験条件では、板状の六方晶GaNと粒状の立方晶GaNが生成し、立方晶GaNの生成割合は約40%であった。N_2ガス圧を4MPaとした場合には50μm程度の粒状結晶相が生成し、立方晶GaN割合は70%に向上した。600°C、N_2ガス圧力7MPa、24時間の反応では、約30μmの立方晶GaNが90%生成した。今回の数多くの実験結果より、立方晶GaNの生成割合は、低温および低N_2ガス圧力条件下で増加することが判明した。50μm以上の立方晶GaNを作製する目的でK-Na-Ga融液からの結晶育成を行なったが、3mm程度の六方晶GaNの板状結晶しか生成しなかった。本実験で得られた結果を基にして、mmオーダーの立方晶GaNバルク単結晶を低温・低圧で長時間行なう予定である。閃亜鉛鉱型で立方晶系のGaNは、青色発光ダイオードや短波長半導体レーザー素子として開発研究が急速に展開している六方晶GaNの多形の一つである。立方晶GaNの作製に関しては、主に薄膜や超微粒子の形態での研究が行なわれているのみで、単結晶育成についての研究例はほとんどない。本研究では、良質で比較的大きな立方晶GaNバルク単結晶を作製することを目的として、昨年度に引き続きカリウム融液を用いた方法による立方晶GaN単結晶育成を試みた。Ar雰囲気のグローブボックス内で、GaとKを種々のモル比で秤量しBNルツボに入れた。このBNルツボをステンレススチール容器に入れ、600700°Cに昇温後、N_2ガス圧力を4-7MPaに設定し、2496時間加熱した。反応後、ステンレススチール容器を開封したところ、多くの実験で、BNルツボが破損するトラブルが発生した。この原因の究明のため、BNルツボ材を検討した。ロットおよび熱処理方法の異なる焼結BM丸棒からルツボを作製し、これらの材質と強度、不純物等を検討した。その結果、ルツボの割れと焼結BNの純度や材質には、大きな相関は見られなかった。焼結BNの粒界には金属K融液との反応が認められたが・ルツボ割れの原因としては、ルツボ製作時に焼結BNに加わる機械的な応力が大きく影響していることが推測された。
コンドライトの形成過程と形成年代に関する研究

コンドライトは太陽系初期の情報を担っている貴重な隕石と考えられている。本研究では特にこれらに関して主として以下の結果を得た。1)難揮発性包有物と呼ばれる太陽系最初期の形成物質から新鉱物の報告及び形成環境の復元を行った。2)金属鉄を検討し、低変成のコンドライトの分類、及び母天体内での熱履歴を明らかにした。3)母天体同士の衝突作用の解明を超高圧鉱物に基づいて行った。実験的研究も行って、定量的に議論した。本年度は非平衡コンドライト中に含まれる金属鉄を中心に研究を行った。金属鉄はきわめて熱変成作用に敏感で、コンドライトの分類にもっとも有用な鉱物であることが明らかになった。これは従来の分類体系を見直す必要のあることを提起するものであった。得られた成果は国際隕石学会誌に投稿し、受理された(印刷中)。なお、さらに別の種類の隕石にもこの方法を適用する研究を続行中である。また、高度の衝撃変成作用を被ったL6コンドライトからケイ酸塩ペロブスカイト起源と考えられる、ガラスを発見した。この研究は続行中であるが、成果の一部はアリゾナで開かれた国際隕石学会で発表した。また、この種の隕石の試料をアリゾナ大学の研究者と年代を決定すべく、研究を始めたところである。さらに、非平衝コンドライトのコンドルールの年代や形成過程を検討するために、ウィスコンシン大学及びNASAの研究者と共同研究を開始した。具体的にはもっとも熱変成作用の程度の低い、Hコンドライトを選び、その中に含まれるコンドルールの化学組成、鉱物組成を詳細に調べた。これらの試料はウィスコンシン大学に送り、酸素同位体の測定が行われた。その結果、従来考えられていたより、多くの残存結晶がコンドルールには含まれていることが明らかになった。これはコンドルールの成因を考える上で重要な知見となった。成果は国際隕石学会で発表した。さらに年代測定を行う準備をしているところである。本年度の主な研究実績は下記のようにまとめられる。1.非平衡コンドライト中に含まれる金属鉄はコンドライトの分類にもっとも有用な鉱物であることがわれわれの研究により明らかになり、国際隕石学会誌で成果を発表した(Kimura et.al., 2008)。また、これによるコンドライトの分類の新たな展開について松江で開催されたワークショップで共同研究者と発表した(Grossman and Kimura, 2008)。2.炭素質コンドライトからAlに極めて富む輝石を発見、記載し、クシロアイトとして国際鉱物学会から新鉱物として認可された。その成果は国際隕石学会(松江)で発表した(Kimura et.al., 2008)。これに関しては論文を投稿中である。3.エンスタタイト・コンドライト中のフロゴパイトの微量元素の測定をワシントン大学などの研究者と行い、成果を国際韻石学会(松江)で発表した(Kimura et.al., 2008)。4.炭素質コンドライト中のオリビンに富む包有物の凝縮過程を東京大学の研究者と検討し、論文として発表した(Sugiura et.al.,2009)。5.水質変成作用を受けている炭素質コンドライト中のコンドルールの変質過程を神戸大学の研究者とともに微量元素から検討し、論文として発表した(Inoue et al.,2009)。6.普通コンドライト中の衝撃ベインの研究を引き続き行い、固相転移ではなく、メルトからの晶出であることを見いだした。7.極めて始源的ということがわれわれの研究で明らかになった、炭素質コンドライト中のコンドルールの岩石学的、及び同位体的研究をウィスコンシン大学の研究者と共同研究を開始した。1.CHグループに属する炭素質コンドライト中の難揮発性包有物からAlに極めて富む輝石を記載し、クシロアイトと命名した。これは従来、輝石のAlを含む最も重要な端成分として仮定されていたものであったが、本研究が天然からの初めての同定となった。また、この輝石は太陽系の最初期に生じた鉱物の一つであることも明らかになった。これらの成果についてはフランスで行われた隕石学会で発表したが、その後、フランス自然史博物館でもこの内容の招待講演を依頼され、パリで講演を行った。さらに論文としてまとめ、公表した(Kimura et al., 2009)。2.普通コンドライト中の衝撃ベインの研究を東北大学の研究者と共同で行い、その中に含まれる超高圧鉱物の観察と分析を行った。これにより、従来、固相転移で生じたと思われてきたこれらの鉱物の中には溶融して、メルトからの結晶分化作用により生じたものがあることが明らかとなった。この成果についてはMiyahara et al.(2009)によりまとめられた。

3.普通コンドライト中の衝撃ベインには斜長石が転移して生じたヒスイ輝石の存在が知られていたが、共生することが反応式から予想されるシリカ鉱物が同定できないことが問題であった。この問題を解決するために九州大学の研究者と超高圧実験を行い、シリカ鉱物の核形成、結晶成長がヒスイ輝石より高温では数段階遅いことが原因であることを明らかにした。この成果についてはKubo et al.(2010)により発表された。
糖尿病足病変予測因子としての糖尿病性神経障害と足部機能に関する研究

糖尿病の三大合併症のうち、神経障害を原因とした糖尿病足病変は他の糖尿病性腎症、糖尿病性網膜症に比べ患者も医療者もまだまだ認識が浅い。しかし、糖尿病足病変は進展すると下肢の切断に至り患者のADLを著しく損なう重大な合併症である。しかし、そもそも糖尿病性神経障害の診断についてすらコンセンサスが得られているとは言い難い。我々は本研究で改訂版トロント神経障害スコアに着目し、糖尿病治療を行う内科医が簡便なスコアを用いて糖尿病足病変発生予防のための介入のタイミングを適切かつ簡便に判断できる診断基準を確立することを目指してきた。昨年度からデータを収集し、100名を超えたところで収集した佐賀大学、下北沢病院の患者でのデータを解析したところ、残念ながらトロント神経障害スコアと患者の関節可動域、胼胝形成、潰瘍形成の間に有意な相関を認める結果にはならなかった。そのため本年度は下北沢病院にて新たに、来院する糖尿病患者の足の三次元形態、レントゲン所見、歩行様式、関節可動域と胼胝や潰瘍などの相関を見る研究を開始した。現在下北沢病院の整形外科医、糖尿病内科医、血管外科医、外来Ns、リハビリスタッフの協力を得て80名の糖尿病患者のデータが収集されている。同時に糖尿病足病変、透析足病変の早期発見、発生リスクの診断、地域での診療連携を目的とした医療アプリ「足ケアナビ」の開発に着手しておりスマホアプリとしての改定版をリリースした。現在近隣施設との連携を開始している。研究施設の都合により研究実施場所の工事が発生し、一時的に研究データの収集が困難になった。また足部機能についての評価基準の設定のために、正常足を持つ被験者のデータを集める必要があったが、被験者の募集に難航して研究計画通りに進めることが出来なかった。これらの理由により研究の遂行に時間を要している。新たな研究実施場所をみつけ、被検者のデータ収集を再開する。正常足の被検者のデータについてはアシックスの協力で収集中。我々は本研究で改訂版トロント神経障害スコアに着目し、糖尿病治療を行う内科医が簡便なスコアを用いて糖尿病足病変発生予防のための介入のタイミングを適切かつ簡便に判断できる診断基準を確立することを目指している。本年度は佐賀大学糖尿病内科教育入院患者に対して神経障害スコアと歩行解析データを追加で収集し、さらに下北沢病院でも同様のデータ収集を開始した。本年度はこれまで使用していた足底圧計測装置としてのF-SCANに加え、WalkWayを購入することが可能であったため、これまでの歩行解析に加え、歩行速度や歩行時の左右の動揺なども評価項目に加えることが可能になった。同時に糖尿病足病変、透析足病変の早期発見、発生リスクの診断、地域での診療連携を目的とした医療アプリ「足ケアナビ」の開発に着手し、β版の試用に至った。医療アプリ開発については予想以上に実装が早期に可能となり、順調に進展している。2施設で集めることが出来たため予想より早く目標数のデータが揃いデータの解析までをすでに行うことが出来た。解析結果は予想していた成果を得られるものではなかったが、別の研究として再度スタートを切ることが出来ている。我々は本研究で改訂版トロント神経

障害スコアに着目し、糖尿病治療を行う内科医が簡便なスコアを用いて糖尿病足病変発生予防のための介入のタイミングを適切かつ簡便に判断できる診断基準を確立することを目指してきた。昨年度からデータを収集し、100名を超えたところで収集した佐賀大学、下北沢病院の患者でのデータを解析したところ、残念ながらトロント神経障害スコアと患者の関節可動域、胼胝形成、潰瘍形成の間に有意な相関を認める結果にはならなかった。そのため本年度は下北沢病院にて新たに、来院する糖尿病患者の足の三次元形態、レントゲン所見、歩行様式、関節可動域と胼胝や潰瘍などの相関を見る研究を開始した。現在下北沢病院の整形外科医、糖尿病内科医、血管外科医、外来Ns、リハビリスタッフの協力を得て80名の糖尿病患者のデータが収集されている。同時に糖尿病足病変、透析足病変の早期発見、発生リスクの診断、地域での診療連携を目的とした医療アプリ「足ケアナビ」の開発に着手しておりスマホアプリとしての改定版をリリースした。現在近隣施設との連携を開始している。研究施設の都合により研究実施場所の工事が発生し、一時的に研究データの収集が困難になった。また足部機能についての評価基準の設定のために、正常足を持つ被験者のデータを集める必要があったが、被験者の募集に難航して研究計画通りに進めることが出来なかった。これらの理由により研究の遂行に時間を要している。佐賀大学のデータと下北沢病院のデータの収集項目ならびに評価項目の違いをいかに統合するかについて共同研究者とのディスカッションを行っていく。本年度は下北沢病院にて新たに、来院する糖尿病患者の足の三次元形態、レントゲン所見、歩行様式、関節可動域と胼胝や潰瘍などの相関を見る研究を開始した。現在80名の糖尿病患者のデータが収集されており、今後糖尿病患者の歩行に関するデータを当初の計画より詳細に検討して行く予定である。新たな研究実施場所をみつけ、被検者のデータ収集を再開する。正常足の被検者のデータについてはアシックスの協力で収集中。当該年度について診療助手を臨時雇用するために人件費を算定していたが、実際のところ雇用に至らなかった。国際学会参加費と人件費が算定されなかった。次年度に国際学会での発表と今年度雇用できなかったデータ管理のための臨時研究員の人件費を計上したい。このため来年度に非常勤雇用の雇用時間を増やして研究を促進する予定。
Rietveld法を用いた高温高圧下でのマントル鉱物の結晶構造精密化

高圧下での粉末X線回折図形の質の向上、高温高圧相の合成のための、レーザーアニーリング法とレーザー加熱を可能にするNd:YAGレーザーを導入した。レーザーアニーリングの効果は大で、非静水圧によりブロードな回折線が、歪の解消により鋭くなり、Rietveld解析に耐えうる回折線を得ることができるようになる。アニーリング条件の最適化を興味の対象とする鉱物に対して行い、レーザーアニーリング法を活用しながら、主に放射光施設で高圧下での回折実験を行った。高圧下で得られた粉末X線回折データの解析から、いくつかの物質についての圧縮挙動を原子レベルで記述した。KHCO_3、NaHCO_3、ゲータイトといった含水鉱物の圧縮挙動は、水素結合が存在する酸素-酸素間の短縮が主な圧縮機構で、水素結合の対称化に絡んで興味深い水素結合の強度と圧縮挙動の関係を得た。Al_2O_3,NiTiO_3に関しては、レーザーアニーリングを行いながら回折線を収集し、圧媒体固化後の圧力下でも信頼性のあるRietveld解析が可能なデータを得ることに成功した。レーザー加熱実験から、MgCO_3と鉄は40GPa,2000°Cと40GPa,1000°Cのいずれの条件でも、反応を示唆する結果は得られず、少なくとも下部マントル上部まではこの反応は起こらない。またCaSiO_3ペロフスカイトを試料とした実験では、圧力20GPa、温度1500-1600Kでの回折パターンを得た。DAC内の試料構成にはまだ改善の余地があるが、CaSiO_3ペロフスカイトの回折線そのものは比較的スムースであり、超高温高圧下でのRietveld解析に耐えうる質の回折線が収集できる可能性が示唆される。外熱式DACに油圧制御機構を組み込み、CaOの精度の高い状態方程式を得、CaSiO_3ペロフスカイトが下部マントル最下部の温度圧力条件で分解する可能性を議論した。今年度は、本課題の第一課題とし、ダイヤモンドアンビルセル(DAC)中で高圧に保持された鉱物結晶のアニーリングを行うためのNd : YAGレーザー(マルチモード、波長1064nm、最大パワー75W)とレンズ光学系を設計・導入した。調整の結果、レーザーは、最小で20(8160)1630ミクロンに集光可能で、この状態でステンレス板を加熱すると、10W以下のパワーでも融かすことができ、当初計画の性能を有していることを確認した。次にFeSiO_3の粉末をDACを用い60GPaに加圧後、15W程度のパワーで5分間、走査加熱を行った。その後、X線回析実験を行い、この条件下でFeSiO_3がFeOとSiO_2-stishoviteに分解していることを見出した。この結果により、DAC中の試料も計画どおり加熱できていることを確認した。さらに、Al_2O_<3^->コランダムと白金の微粉末を体積比にして、1:4程度に混合した試料をDAC中で50GPaに加圧し、アニーリング実験を行った。最初に実験室にてアニーリング条件を検索し、その後、Spring8のBL10XUのビームラインにて、レーザーアニーリングによる高圧下での回析パターンの変化を調べた。この結果、レーザーアニーリングは有用で、50GPaもの高圧下でも、非静水圧性の緩和を示すように、回析線の半値幅が狭くなることが確認できた。この回析図形はRietveld法による構造の精密化も十分な精度で可能であることがわかった。

と同時に、サンプルによりアニーリング条件は大きく異なり、高温になりすぎると粒成長が起こり、回析線がスポッティーになる問題が起こってくることもわかった。高圧下で得られた粉末X線回折図形から、いくつかの物質についての圧縮挙動を原子レベルで記述した。KHCO_3は約2.8GPaで構造相転移を起こす。相転移に至るまでの圧力では、水素結合を挟む酸素-酸素間距離の著しい短縮が圧縮メカニズムである。NaHCO_3の圧縮で特筆すべきは、水素結合を挟む酸素-酸素間距離が9GPaでは約2.4Åまで短縮していることで、水素結合の対称化が起こる可能性がある。データイトでは、水素結合が存在するボイドスペースの圧縮が主な圧縮機構である。さらに、鉄-酸素間距離の圧縮挙動から、水素結合が強まっている可能性を指摘した。NiTiO_3イルメナイトに関しては、PFで、レーザーによるアニーリングを行いながら圧力下での回折線を収集することによって、半値幅の狭い、質の高い回折線を圧媒体固化後の圧力下でも収集できた。データをRietveld解析した結果、Ni-Ti距離は、圧力増加に伴い予想以上に短縮することが明らかになった。PF、Spring8においてレーザー加熱実験を行い、MgCO_3と鉄は40GPa,2000°Cと40GPa,1000°Cのいずれの条件でも、反応を示唆する結果は得られず、この反応は、少なくとも下部マントル上部までは起こらない。またCaSiO_3ペロフスカイトを試料とした実験では、圧力20GPa、温度1500-1600Kでの回折パターンを得たが、低圧相が完全に相転移しなかいなどDAC内の試料構成に改善の余地があるが、CaSiO_3ペロフスカイトの回折線そのものは比較的スムースであり、超高温高圧下でのRietveld解析に耐えうる質の回折線が収集できる可能性が示唆される。外熱式DACに油圧制御機構を組み込み、CaOの精度の高い状態方程式を得、CaSiO_3ペロフスカイトが下部マントル最下部の温度圧力条件で分解する可能性を議論した。
散逸系における粒子性と波動性の連関

振動するテールをもつ粒子解のスリット通過における回折現象を数値的に調べた。スリット通過後は、初期には一様分布であるにもかかわらず、軌道のクラスター化が起こり、スポットが到達できない領域が生まれ、粒子解とスリットとの干渉作用による波動性の出現が確認された。一般の不均一場におけるダイナミクスの有限次元系への帰着をドリフト分岐点近くにおいて実施した。これにより厳密な形での粒子性と波動性の関連を築く基礎ができた。空間1次元に対しては、ジャンプ型、バンプ型の不均一性に伴う平衡点の存在やその安定性が厳密に証明でき、さらに不均一性の強さの変化によって生じる、反射やピン留め状態などの存在も証明できた。TSO(Traveling Spot with Oscillatory tail)のスリット通過における回折現象のパラメータ依存性を調べた。とくにスリットの幅及び高さの変化に対するスポットのダイナミクスの挙動を調べた。多くのパラメータ値に対してスリット通過後は、初期値分布は一様分布であるにもかかわらず、軌道のクラスタリングが起こり、スポットが到達できない領域が生まれ、TSOのスリットとの干渉作用による波動性の出現が確認された。一方、TSM(Traveling Spot with Monotone tail)のスポットに対しては、このような挙動は見られず、2つのクラスにおける挙動の違いは明確となった。同時に極めて興味ある解として、スリット付近での跳ね返り解、またスリットの間に留まる拘束された解が数値的に発見された。この拘束解が安定なpinningされた周期解であるかどうかは現在数値的に検証中である。以上の数値計算は予想より長時間計算となったため、加速化のため計算コードの改良も実施した。これらのダイナミクスを解析的に証明するために、常微分方程式への帰着のための準備を実施した。実際、システムサイズがスポットサイズより十分大きい時は、スポットの位置に関する運動方程式が導出できる。具体的な導出に際しては、ドリフト分岐点の特定、そこでの線形化作用素の固有関数の形状計算などが必要となる。とくに共役作用素の固有関数形状は、縮約された常微分方程式の平衡点の位置やその安定性の判定において重要な役割を果たす。これらの諸量の計算の為の準備を行った。この縮約系方程式の解明により、上に述べたpinning解などの判定も可能となると期待される。本課題を実施する上で基本となる振動テールをもつ2次元空間局在定常解の存在及びそれが進行波となるためのドリフト分岐点の存在の数値的検証を行った。次にマクロな量子性を示すためのスリット通過の予備実験を実施した。より詳しくは、2.流体実験系での微小水滴の跳躍におけるwalkerとよばれる粒子性と波動性を兼ね備えた系においては、そのダイナミクスを記述する現象論的モデル方程式が導出されている。それを直接散逸系の問題に適用することはできない。実際、振動テールの生成機構は流体系の場合は、水滴が表面に繰り返し当たることで生じるが、散逸系の場合には、背景解へのスペクトル解析から決まる。しかし振動テールの相互作用については、引力、斥力が交互に現れることを始め、いくつかの類似性が期待される。本年度はその数値的な検証を実施した。3.TSOの壁における反射およびスリット通過における回折現象に対する予備的数値実験を実施した。本年度は単独のスポットが単一のスリットを通過するときの振る舞いを数値的に調べた。ミクロの量子系と定性的に似た回折結果につながる初期段階の結果が出た。粒子解の速度やスリットの幅へのより詳細な依存性については、次年度以降の課題である。本年度は振動するテールをもつTSO(Traveling Spot with Oscillatory tail)の不均一場におけるダイナミクスの有限次元系への帰着を空間1次元及び2次元の場合に実施した。具体的な導出に際しては、ドリフト分岐点における線形化作用素の固有関数の具体的形状が不可欠となるが、ある条件を満たす3種反応拡散系では、陽的にこれらを計算することができるので、そのクラスにおいて帰着を試み、具体的に導出した。定性的にはこれまでに実施した元のモデル方程式の数値計算の結果を十分に反映する有限次元系となっていることが確認できた。具体的には空間2次元に対しては4個の未知数をもつ非線形常微分方程式系となるが、スリット形状に対する軌道のダイナミクスはクラスタリングや初期値への敏感な挙動も含め、元のモデル方程式の振る舞いと定性的に一致した。またスリット近傍でのpinning解なども同様に存在することが判明した。空間1次元に対しては、未知数が2個であり、より詳細な解析が可能となり、2次元でのスリットに対応するバンプ型の不均一性に伴う平衡点の存在やその安定性が厳密に証明できた。

不均一性の強さの変化によって生じる、反射ー振動的pinningー定常的pinningの軌道の振る舞いの階層構造は振動するテールという波動的側面を反映するものと考えられる。以上のように有限次元系への帰着は、粒子性と波動性の連関を調べる上で、極めて有用な情報を与えてくれるものであることが判明した。これらの結果は学術論文にまとめ今後発表予定である。応用数学マクロな散逸粒子系TSOに対して、ミクロで観察されるような量子的性質のマクロ版とも言える現象が数値的に検証されたことは大きい。さらにスリット近くでの跳ね返り解やスリットの間に留まる周期解も数値的に発見されたことは極めて興味深い。さらに解析的にはドリフト点近くでの有限次元常微分方程式への縮約に必要なデータが準備できた。マクロな散逸粒子系TSOに対して、ミクロで観察されるような量子的性質のマクロ版とも言える現象が観察されるかどうかについて、一定の初期成果が示された。これは本課題を遂行する上での第一関門として極めて重要なステップであり、今後の研究遂行に方針が立ったと言えるため。1.単独TSOの反射実験およびスリット実験の相図作成の継続:これまでの両側スリットだけでなく、片側スリット、またスリットなしの壁での反射等の挙動についても数値的に検証する。2.スリット近傍での跳ね返り解、スリットの間に留まるpinning解について、その安定性などの性質の検証を数値的並びに次の項目3の縮約系の解析により解明していく。3.不均一場におけるTSOのダイナミクスの縮約方程式の導出:ドリフト分岐点近くでの有限次元縮約方程式を導出し、数値実験で得られた結果の定性的説明と同時に、項目2で挙げた興味ある特殊解の存在証明も試みる。以上3つの課題を中心に行うが、とくに項目3に集約して研究を推進する。1.単独TSOの反射実験およびスリット実験の相図作成:より広いシステムサイズにおいて統計的に意味のある程度の多数回の数値実験を実施する。空間2次元では計算量も増え、反射角の制御も簡単ではないが、相図の作成を継続的に進める。2.単調テールと振動テールTSOとの比較検討の実施:単調テール粒子解の不均一場での反射については、一定の結果があるが、スリット実験に関しては詳しくはなされていない。比較検討のため、これを実施し、1で得られた結果と比較検討する。3.TSOと不均一場との相互作用の縮約手法による解析:モデル方程式を直接解析することは困難であるので、現象論的な縮約モデルを導出し、数値実験で得られた結果の定性的説明を試みる。4.2つのTSOの縮約手法による相互作用解析:2つのTSOの振動テールによる相互作用解析を、3と同様な手法で試みる。これに対応する数値実験も準備し、角度依存性についての相図作成を試みる。以上4つの課題を今後推進していくが、計算量が極めて増大するため、数値手法の改良も同時に並行して進める予定である。H26年度は本萌芽研究の最終年度のため、One-day workshopを開催する。それに必要な予算を確保するため。