hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
福島原発事故により放出されたストロンチウム90の人乳歯への蓄積に関する研究

地上核実験等や東京電力福島第一原発事故で環境に放出された放射性核種の人体への移行を調べるために,日本全国より乳歯を集め,乳歯中での放射性核種(90Sr,238Pu, 239+240Pu)の蓄積を調査している(生年19992009年,1898本,2017年9月30日現在).これまでの調査では,乳歯中の238Pu,239+240Puはすべての試料において0.0004mBq/g・Ca以下の検出限界未満であったので,本研究からは90Srのみの定量とした.関東地方{(千葉,埼玉,東京,神奈川),生年;2002-2004年,113本},東北地方{(宮城,山形,秋田,福島),生年;2002-2004年,40本},大阪府(生年;2002-2004年,48本),愛知県(生年;2002 -2004年,31本),熊本県(生年;2002-2004年,83本),南九州地方{(沖縄県,鹿児島県),生年;2002-2004年,42本},東京都(生年;2002年,80本)の乳歯7試料群について,90Srの測定を実施した.その結果,関東地方群(6.9mBq/Ca,2011年3月11日時点),熊本県(5.7mBq/Ca,同),東京都(4.9mBq/Ca,同)の試料群から90Srが検出された.他の群は,いずれも検出限界以下であった.前研究の試料群では,生年2004年の東京都の試料群から,7.6mBq/Ca(2011月3月11日時点)の90Srが検出されている.これらのデータから,東京都がやや高い傾向が認められたが,試料群の大きさやバイアスがかかった結果が反映されたもので,地域性を表現しているものでないことが考察される.これらの90Srの乳歯の蓄積は,乳歯形成時期や90Srの土壌分布や食事のデータから鑑みて,福島原発事故以前に蓄積されたものであることが示唆された.日本全国より乳歯を集め,乳歯中での90Srの蓄積を調査している(約2000本,2019年3月現在).その結果,今までの試料群からは,2011年3月11日時点で生年;2002-2004年の関東地方群(6.9mBq/Ca),熊本県(5.7mBq/Ca),生年;2002年の東京都(4.9mBq/Ca)および生年;2004年の東京都の試料群から,7.6mBq/Caの90Srが検出されている.2019年以降,事故が起きたとき形成期であった生年が,2011年の乳歯が収集されるので,原発事故由来のSr-90の蓄積する可能性のある試料群の収集測定を実施する.同時に福島第一原発事故の放出された放射性核種の動物への移行を調査するために,被災牛の放射能汚染を測定するプロジェクトが進行している.被災地域大熊牧場と小丸牧場で,数年間被災し死亡した牛の歯と骨を収集している.そして,事故由来の放射性核種(Sr-90,Cs-134,137,Pu-238.239+240)を測定し調査している.今回の福島第一原発事故の放射性核種の総放出量は,チェルノブイリ原発事故に比較すると1/7であるが,後者に比べ特徴的にはCs-134.137が多く,Sr-90,Pu-238.239+240は少ない.土壌中や食品中の放射性核種も,事故から7年経過して減衰してきていることが示唆され,また,市場に出ている食品も基準値;100Bq/Kgをほとんど下回るか,この値を逸脱した食品が出回ることは皆無である.被災地域でも食品中から高濃度の放射性核種を,人体に取り入れる内部被ばくは少ない.しかし,特にSr-90は歯、骨に代謝されずに永久的に存在することや,原発事故時石灰化形成期であった2011年生まれ以降の人乳歯には,今回の事故由来のSr-90が蓄積される可能性はあるので,乳歯収集,定量は継続していく.避難困難地域は汚染がひどく,人が住めない状態が半永久的に続く.その場所に存在する放射性核種の生物の移行を調査することは重要である.被災牛の調査プロジェクトで約160頭の被災牛の骨,歯の放射性核種の定量は不可欠である.そこで,被災牛2頭の歯と骨の放射性核種の定量を実施した.その結果,事故由来の放射性核種(Sr-90,Cs-137,134)が検出されている.今後,試料数を増やして精査する予定である.また,被ばくした歯のエナメル質のラジカルを測定する方法(電子スピン共鳴,ESR)は,簡易で新たな放射性被ばくの指標となりうるが,その定量の安定性には問題は多い.

その精度を高め,化学分析値と比較することにより,実用化に向けての研究を推進していく.また,被災牛の歯,骨から事故由来のCS-137,134が検出された.Cs-137,134は筋肉等に蓄積されて代謝され蓄積しないということが定説であった.この結果は新しい知見であるので,人乳歯でもCs-134,137の定量調査を実施する.地上核実験等や東京電力福島第一原発事故で環境に放出された放射性核種の人体への移行を調べるために,日本全国より乳歯を集め,乳歯中での放射性核種(90Sr,238Pu, 239+240Pu)の蓄積を調査している(生年19992009年,1898本,2017年9月30日現在).これまでの調査では,乳歯中の238Pu,239+240Puはすべての試料において0.0004mBq/g・Ca以下の検出限界未満であったので,本研究からは90Srのみの定量とした.関東地方{(千葉,埼玉,東京,神奈川),生年;2002-2004年,113本},東北地方{(宮城,山形,秋田,福島),生年;2002-2004年,40本},大阪府(生年;2002-2004年,48本),愛知県(生年;2002 -2004年,31本),熊本県(生年;2002-2004年,83本),南九州地方{(沖縄県,鹿児島県),生年;2002-2004年,42本},東京都(生年;2002年,80本)の乳歯7試料群について,90Srの測定を実施した.その結果,関東地方群(6.9mBq/Ca,2011年3月11日時点),熊本県(5.7mBq/Ca,同),東京都(4.9mBq/Ca,同)の試料群から90Srが検出された.他の群は,いずれも検出限界以下であった.前研究の試料群では,生年2004年の東京都の試料群から,7.6mBq/Ca(2011月3月11日時点)の90Srが検出されている.これらのデータから,東京都がやや高い傾向が認められたが,試料群の大きさやバイアスがかかった結果が反映されたもので,地域性を表現しているものでないことが考察される.これらの90Srの乳歯の蓄積は,乳歯形成時期や90Srの土壌分布や食事のデータから鑑みて,福島原発事故以前に蓄積されたものであることが示唆された.日本全国より乳歯を集め,乳歯中での90Srの蓄積を調査している(約2000本,2019年3月現在).その結果,今までの試料群からは,2011年3月11日時点で生年;2002-2004年の関東地方群(6.9mBq/Ca),熊本県(5.7mBq/Ca),生年;2002年の東京都(4.9mBq/Ca)および生年;2004年の東京都の試料群から,7.6mBq/Caの90Srが検出されている.2019年以降,事故が起きたとき形成期であった生年が,2011年の乳歯が収集されるので,原発事故由来のSr-90の蓄積する可能性のある試料群の収集測定を実施する.同時に福島第一原発事故の放出された放射性核種の動物への移行を調査するために,被災牛の放射能汚染を測定するプロジェクトが進行している.被災地域大熊牧場と小丸牧場で,数年間被災し死亡した牛の歯と骨を収集している.そして,事故由来の放射性核種(Sr-90,Cs-134,137,Pu-238.239+240)を測定し調査している.今回の福島第一原発事故の放射性核種の総放出量は,チェルノブイリ原発事故に比較すると1/7であるが,後者に比べ特徴的にはCs-134.137が多く,Sr-90,Pu-238.239+240は少ない.土壌中や食品中の放射性核種も,事故から7年経過して減衰してきていることが示唆され,また,市場に出ている食品も基準値;100Bq/Kgをほとんど下回るか,この値を逸脱した食品が出回ることは皆無である.被災地域でも食品中から高濃度の放射性核種を,人体に取り入れる内部被ばくは少ない.しかし,特にSr-90は歯、骨に代謝されずに永久的に存在することや,原発事故時石灰化形成期であった2011年生まれ以降の人乳歯には,今回の事故由来のSr-90が蓄積される可能性はあるので,乳歯収集,定量は継続していく.避難困難地域は汚染がひどく,人が住めない状態が半永久的に続く.その場所に存在する放射性核種の生物の移行を調査することは重要である.
不整形地盤の短周期地震動

堆積盆地状の不整形地盤の短周期地動に及ぼす諸要因の影響を吟味する目的で,その大部分が軟弱な水平成層地盤で両端部が傾斜した地層境界で閉じられる不整形地盤(タイプ2)と,地層境界が余弦関数で表される不整形地盤(タイプ1)の二つの2次元の堆積盆地状の不整形地盤モデルを設定し,平面SH波入射による地動応答を境界積分方程式により振動数8Hzまで精度良く求めた.卓越振動数が4Hzと6Hzの人工地震波を作成し,それによる地動応答を評価した結果,タイプ2の地動応答はタイプ1のそれより,両端の傾斜地層境界より誘発される表面波(Love波)の影響により,より複雑で継続時間が長くなることや,地動最大応答は盆地中央部よりも傾斜地層境界近傍で,比較的高い振動数で起こる傾向があることなどを明らかにした.さらにタイプ2の地動応答を硬質地盤上の応答に対するスペクトル比を評価し,各サイトの地動応答を地層構成が水平成層地盤であるとした場合のスペクトル比と比較検討した結果,水平成層地盤の場合のスペクトル比は,表層地盤の固有振動数に応じてピ-クが現れるのに対して,タイプ2の場合のそれは,これらのピ-クの谷間を表面波による影響で埋めるような形で広帯域の応答を示すことを明らかにした.また,盛土と切土からなる造成不整形地盤の切土地盤4地点に模型基礎を設置し,油圧制御起振機を用いて模型基盤の強制振動試験を行い,測線の地盤構成が切土地盤→盛土地盤→切土地盤へと急変する不整形地盤の地動分布を詳しく測定し,異常増幅域の不整形地盤特有の振動特性に及ぼす,地下の速度層構造,伝播波動のタイプ,並びに振動数等の影響を詳細に検討した.さらに,測点の粒子軌跡,隣接する測点間のコヒ-レンス,および位相速度の分散性の評価を行うことにより不整形地盤の波動伝播特性を検討した.堆積盆地状の不整形地盤の短周期地動に及ぼす諸要因の影響を吟味する目的で,その大部分が軟弱な水平成層地盤で両端部が傾斜した地層境界で閉じられる不整形地盤(タイプ2)と,地層境界が余弦関数で表される不整形地盤(タイプ1)の二つの2次元の堆積盆地状の不整形地盤モデルを設定し,平面SH波入射による地動応答を境界積分方程式により振動数8Hzまで精度良く求めた.卓越振動数が4Hzと6Hzの人工地震波を作成し,それによる地動応答を評価した結果,タイプ2の地動応答はタイプ1のそれより,両端の傾斜地層境界より誘発される表面波(Love波)の影響により,より複雑で継続時間が長くなることや,地動最大応答は盆地中央部よりも傾斜地層境界近傍で,比較的高い振動数で起こる傾向があることなどを明らかにした.さらにタイプ2の地動応答を硬質地盤上の応答に対するスペクトル比を評価し,各サイトの地動応答を地層構成が水平成層地盤であるとした場合のスペクトル比と比較検討した結果,水平成層地盤の場合のスペクトル比は,表層地盤の固有振動数に応じてピ-クが現れるのに対して,タイプ2の場合のそれは,これらのピ-クの谷間を表面波による影響で埋めるような形で広帯域の応答を示すことを明らかにした.また,盛土と切土からなる造成不整形地盤の切土地盤4地点に模型基礎を設置し,油圧制御起振機を用いて模型基盤の強制振動試験を行い,測線の地盤構成が切土地盤→盛土地盤→切土地盤へと急変する不整形地盤の地動分布を詳しく測定し,異常増幅域の不整形地盤特有の振動特性に及ぼす,地下の速度層構造,伝播波動のタイプ,並びに振動数等の影響を詳細に検討した.さらに,測点の粒子軌跡,隣接する測点間のコヒ-レンス,および位相速度の分散性の評価を行うことにより不整形地盤の波動伝播特性を検討した.堆積盆地状の不整形地盤の短周期地動に及ぼす地層境界の形状,地層インピ-ダンス比,入力地震波動の種別,及び,堆積盆地内地盤を伝播する表面波等の諸要因の影響を吟味する目的で,厚さ300m100m・幅10kmでその大部分が軟弱な水平成層地盤で両端部で傾斜した地層境界で閉じられる不整形地盤(タイプ2)と,地層境界が余弦関数で表される不整形地盤(タイプ1)の二つの2次元の堆積盆地状の不整形地盤モデルを設定し,平面SH波入射による地動応答を境界積分方程式により振動数8Hzまで精度良く求め.それらの周波数応答を比較検討し,地層境界の傾斜の小さいタイプ1周波数応答は水平成層地盤のそれによく似ているが,タイプ2の周波数応答は水平成層地盤の共振曲線を基準にして激しく振動しながら推移していることを明らかにした.さらにRicker waveletを入力とした場合のタイプ2の盆地内地動応答には後続位相がみられるが,これを傾斜した地層境界により誘発されるLove波と特定した.卓越振動数が4Hzと6Hzの人工地震波を作成し,それによる地動応答を評価した結果,タイプ2の地動応答はタイプ2のそれより,両端の傾斜地層境界より誘発される表面波(Love波)の影響により,より複雑で継続時間が長くなることや,地動最大応答は盆地中央部よりも傾斜地層境界近傍で,比較的高い振動数で起こる傾向があることなどを明らかにした.

さらにタイプ2の地動応答を硬質地盤上の応答に対するスペクトル比を評価し,各サイトの地動応答を地層構成が水平成層地盤であるとした場合のスペクトル比と比較検討した結果,水平成層地盤の場合のスペクトル比は,表層地盤の固有振動数に応じてピ-クが現れるのに対して,タイプ2の場合のそれは,これらのピ-クの谷間を表面波による影響で埋めるような形で広帯域の応答を示すことを明らかにした.堆積盆地状の不整形地盤の短周期地動に及ぼす地層境界の形状,地層インピ-ダンス比,入力地震波動の種別,及び,堆積盆地内地盤を伝播する表面波等の諸要因の影響を吟味する目的で,厚さ300m,200m,100m,50m・幅10kmあるいは4kmでその大部分が軟弱な水平成層地盤で両端部が傾斜した地層境界で閉じられる不整形地盤(タイプ2)と,地層境界が余弦関数で表される不整形地盤(タイプ1)の二つの2次元の堆積盆地状の不整形地盤モデルを設定し,平面SH波入射による地動応答を境界積分方程式により振動数8Hzまで精度良く求めた.それらの周波数応答を比較検討し,地層境界の傾斜の小さいタイプ1の周波数応答は水平成層地盤のそれによく似ているが,タイプ2の周波数応答は水平成層地盤の共振曲線を基準にして激しく振動しながら推移していることを明らかにした。さらにRicker waveletを入力とした場合のタイプ2の盆地内地動応答には後続位相がみられるが,これを傾斜した地層境界により誘発されるLove波と特定した。卓越振動数が4Hzと6Hzの人工地震波を作成し,それによる地動応答を評価した結果,タイプ2の地動応答はタイプ2のそれより,両端の傾斜地層境界より誘発される表面波(Love波)の影響により,より複雑で継続時間が長くなることや,地動最大応答は盆地中央部よりも傾斜地層境界近傍で,比較的高い振動数で起こる傾向があることなどを明らかにした.さらにタイプ2の地動応答を硬質地盤上の応答に対するスペクトル比を評価し,各サイトの地動応答を地層構成が水平成層地盤であるとした場合のスペクトル比と比較検討した結果,水平成層地盤の場合のスペクトル比は,表層地盤の固有振動数に応じてピ-クが現れるのに対して,タイプ2の場合のそれは,これらのピ-クの谷間を表面波による影響で埋めるような形で広帯域の応答を示すことを明らかにした.
データ中のハブを考慮した距離尺度構成法の新展開

2018年度は以下の成果を得た.(i)近年科学論文の数は爆発的に増加し,研究者の関連研究検索を困難にしている.これを緩和する手助けとして,個々の論文をベクトル化し,これに基づいて検索する手法について研究を行った.我々の手法は,個々の論文を単一ベクトルとして表現するのではなく,背景・目的・といった,多くの論文が共通に持ついくつかの側面ごとに個々の論文をベクトル化を行う.共通の文脈で引用されている文献は同様の側面に注目して引用されているはずだ,という仮定に基づき,一方の論文が与えられた際にそれと共通に引用されている文献を予測するタスクを用いた性能の検証を行い,単一ベクトル表現に比較して,提案法が良い精度を得ることを示した.(ii)ブートストラッピングと呼ばれる,文書からの知識獲得法において,獲得プロセスの初期に用いる「シード(種)」と呼ばれるインスタンスとして何を選ぶかは,性能を作用する重要な要件である.これについて,ハブ度に基づく分析を行い,シード選択法を提案した.同様に,ノイズの混在したサンプルを用いるdistant supervisionと呼ばれる設定において,ノイズを低減する手法を開発した.(iii)代表的な知識グラフのベクトル空間埋め込みモデルの多くが,複数の関係が関わる問い合わせ(例:チャールズの妻の父親は誰?)のモデル化に本質的に不適切であることを指摘した.さらに,この問題を解決するために,既存ComplExモデルを拡張した手法を提案した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。2015年度は,主として,異なるドメイン(ベクトル空間)に属するオブジェクトの対応問題に取り組んだ.近年注目されているゼロショット学習(zero-shot learning)と呼ばれる,訓練データに存在しないオブジェクトのクラス推定問題も,この対応問題の一種として定式化することが可能である.この対応問題は,一般には回帰や正準相関解析を用いて,双方のドメインのオブジェクトを同一ベクトル空間上に写像し,この空間で近傍検索を行う解法が一般的である.我々は,この場合にもハブの出現が精度の著しい低下を招いていることを実問題(対訳単語抽出タスクおよび画像のテキストラベル付け)で確認した.さらに,ハブの出現する原因について理論的な考察を行い,その原因が,写像されたオブジェクトの分布の異なりによることを明らかにした.特に回帰を用いる場合,クエリ(問い合わぜ)側ドメインのオブジェクトを,検索対象のデータベース・オブジェクトの空間に写像するのが自然であり,このような定式化がこれまで一般的であったが,我々は,この方式ではハブが生じやすいオブジェクト配置になりやすいことを明らかにした.それに対して, (一般には行われていないが)逆に,データベース・オブジェクトをクエリ空間側に写像することで,ハブが削減できることを指摘し,これを実験によっても確認した.クエリオブジェクトとデータベースオブジェクトの分布が異なる状況におけるハブの出現についての研究はこれまで行われたことはなく,また極めて簡単な手法で解決が可能なことを示した点で重要な成果である.この成果は,国際会議ECMLPKDD 2015で公表し,結果Best Student Paper Runner-Upとして表彰を受けた.理論的に大きな前進が得られたため,今後の応用研究への足がかりになると考える.2016年度の成果は以下のとおりである.(1)昨年度までに得られた異ドメイン間対応づけ法に関する知見が,単一空間上の近傍分類タスクに応用可能かについて考察し,予備実験に寄ってこの手法の有効性を確認した.(2)線形写像に関して得られた前年度までの成果が,非線形写像についても適用可能かを検証するための準備の一環として,構造化データに対する非線形写像の学習に取り組んだ.構造化データの対象として,自然言語データ(文),および,生物情報処理分野におけるタンパク質(アミノ酸配列)という系列データを対象とし,それらの表現ベクトルを多層人工ニューラルネットワークを用いて最適化し,系列に隠れている構造を捉える,という試みを行い, 2件の論文として公表した.(3)新しいアプリケーションとして,(文抽出型)文書自動要約タスクに取り組んだ.この問題を,要約したい文書(多数の文の集合)と,人間がその文章に対して作成した要約(少数の文の集合)への線型回帰問題として定式化した.文集合を各文に含まれる単語表現ベクトルの関数と定義した上で,これら表現ベクトルをパラメータとみなして最適化を行ったところ,既存の単語表現ベクトルをそのまま用いた場合に比べて,要約精度が向上することを確認した.この定式化は,要約文書空間への対応問題とみなせ,前年度に取り組んだ回帰に基づく異ドメイン対応づけ法の応用にも繋がると期待している.(4)畳み込み(convolution)など非標準的なベクトル演算を用いる知識グラフ埋め込みに着目し,分析を行った.本年度は,新しいアプリケーションを模索し,次年度の発表に向けた準備を行った.ほぼ準備が整ったため,全体としては概ね順調といえるが,研究成果の公表という点ではいささか遅れている面がある.2017年度は以下の課題に取り組んだ.(i)単一高次元空間における距離学習(distance metric learning)を用いて適切な空間を学習し,その後k近傍法により分類を行う,という状況を仮定し,ハブ(多くの事例の最近傍となる事例)の影響について調査した.結果として,実際ハブが精度に悪影響を与えており,それが前処理である距離学習の影響によることを発見した.(ii)一昨年までに本研究の成果として,事例が(高次元の)複数の空間に存在する場合に,それらの対応付けを行うタスク(クロスドメインマッチング)において,ハブの悪影響を効果的に取り除く手法を提案している.

この考え方を応用し, (i)の状況で,距離学習に変わって用いることができる前処理法を提案し,分類精度が向上することを示した.(iii)不完全な知識ベース中の事象(entities)間の関係(relation)を補完する「知識ベース補完(knowledge base completion)」と呼ばれるタスクにおいて,事象や関係をベクトル空間に埋め込んで解く各種の手法(グラフ埋め込み法)が注目を集めている.われわれは,このタスク・手法に着目し,有効な距離尺度・類似度尺度について調査・分析を行った.特にベクトル畳込みに基づくHolEと呼ばれる手法と,複素空間への埋め込み法であるComplExとよばれる手法が相互に変換可能であることを発見した.(iv)ComplExにおいて,現実世界に関する「知識」が持つ性質を反映した正則化項を提案し,性能向上を確認した.距離学習における,ハブの影響を解消するための手法を考案し,簡単であるが有効であることを示すことができた.知識ベースの一種である知識グラフのベクトル空間への埋め込みに新たに取り組み,その性質について今後の研究を展開するために必要な知見が得られた.これらの成果をまとめた論文はPAKDD, ACL, IJCAI, AAAIといった国際会議に採択され,研究成果は順調に得られている.2018年度は以下の成果を得た.(i)近年科学論文の数は爆発的に増加し,研究者の関連研究検索を困難にしている.これを緩和する手助けとして,個々の論文をベクトル化し,これに基づいて検索する手法について研究を行った.我々の手法は,個々の論文を単一ベクトルとして表現するのではなく,背景・目的・といった,多くの論文が共通に持ついくつかの側面ごとに個々の論文をベクトル化を行う.共通の文脈で引用されている文献は同様の側面に注目して引用されているはずだ,という仮定に基づき,一方の論文が与えられた際にそれと共通に引用されている文献を予測するタスクを用いた性能の検証を行い,単一ベクトル表現に比較して,提案法が良い精度を得ることを示した.(ii)ブートストラッピングと呼ばれる,文書からの知識獲得法において,獲得プロセスの初期に用いる「シード(種)」と呼ばれるインスタンスとして何を選ぶかは,性能を作用する重要な要件である.これについて,ハブ度に基づく分析を行い,シード選択法を提案した.同様に,ノイズの混在したサンプルを用いるdistant supervisionと呼ばれる設定において,ノイズを低減する手法を開発した.(iii)代表的な知識グラフのベクトル空間埋め込みモデルの多くが,複数の関係が関わる問い合わせ(例:チャールズの妻の父親は誰?)のモデル化に本質的に不適切であることを指摘した.さらに,この問題を解決するために,既存ComplExモデルを拡張した手法を提案した.
大気バイオエアロゾル学の展開:大気圏への飛散、輸送・拡散、変質

平成18年5月に、科学研究費補助金研究班員を中心にバイオエアロゾル研究会を組織し月に一度の割合で研究会を開催し、内外の研究状況の調査報告や班員各自の研究経過・計画の紹介を行い、特定領域研究の申請に向けて研究課題の選定と絞込みを行った。平成18年8月には、班員の岩坂泰信、小林史尚、小島知子の3名と研究協力者1名が中国の敦煙市において、係留気球を使って上空のバイオエアロゾル採集実験を行った。この気球実験は、これまで黄砂観測で培われてきた技術を元に、サンプリング手法、試料回収手続き、現地での試料の処理法などについて試行実験したものである。試行観測は所期の目的を達成し・サンプリング方法をはじめ上記の点について有効な技術的試料・情報・経験を得ることが出来た。また、試料解析の結果、培養で20菌株が単離され、形態学的・生理性状学的検討の結果、グラム陽性桿菌、グラム陰性桿菌、グラム陽性球菌に大別され、地上50-100mと10mで単離された7菌株の16SrDNAは100%一致した。このことは、大気バイオエアロゾルが接地境界層内でよく拡散していることを示唆している。16SrDNAおよび18SrDNAの部分塩基配列の相同性検索を行った結果、上空50-100mおよび地上付近10mで見られたバイオエアロゾルにはBacillus cereus、その他が同定された。平成18年12月には、名古屋で全国の研究者に呼びかけてバイオエアロゾルシンポジュームを開催した。本研究班のメンバーが活動報告を行うと同時に、宇宙生物・生命、極限微生物、公衆衛生・保健科学などの分野から専門家を招聘し、大気バイオエアロゾル科学の今後の展望を討論した。研究会では、これまでの活動を総括し、大気バイオエアロゾル科学がヨーロッパやアメリカで急速に発展しており、我が国でも急き本学的な発展をはかるべきであるとの結論を得た。この結論をうけて、本研究班員が中心となって科学研究費補助金特定領域の設置にむけて科学研究費補助金の申請を行うこととした。
信用リスク評価のためのモデリングに関する総合的研究

金融・資本市場において信用リスクがどのように評価され,価格付けされているかを明らかにするために,仁科は資産価格決定の基礎理論を厳密に検討した.また,実際の市場における信用リスク評価の典型例として,債券の格付けシステムを理論的に分析した.その結果,信用リスクの評価理論モデルは,少なくとも現在の水準では未完成の部分が多いことと,ファクター構造を利用したモデルが有望であること,ならびに債券の格付けがそれらに反映する可能性があることが判明した.不確実性のもとでの意思決定問題の代表である投資意思決定問題を研究課題として,田畑はインデックス・ファンドの効率的な構成法とその性質について研究を行い,定性的な性質とその性質を利用した構成手順を開発した.とくに,遺伝アルゴリズムを用いて計算の効率化をはかった点と,株価という情報が逐次入手できる状況で,ベイズ理論を用いて逐次的に改定される構成法を導出した.大西はPoisson過程に従いジャンプをする幾何Brown運動に対する最適停止問題を精察した.この種の問題に対して,マルチンゲール論からのアプローチを試みることにより,ある弱い条件のもとでSmooth Pasting Techniqueと呼ばれる手法の正当性を示した.また,これに関連して,幾何Brown運動のインパルス・コントロールの基礎理論ついての研究を開始した.とりわけ,企業の最適配当政策の問題,投資信託におけるキャッシュ・マネージメントの問題,等への応用について,モデル化からそれらの解析的・数値的解法に至るまでのプロセスにおける様々な段階に関して,詳細に渡っての検討を試みた.谷川は,信用リスクが顕在化し企業が債務不履行に陥った場合,具体的な債務の形態によってコーポーレート・ガバナンス上は違いが出ることに注目し,特に経営者の事後的なモラルハザードとの関連を分析した(2000a).また,債務不履行の前触れである手元流動性の不足-株式や現金の需要が,転換社債の転換と密接に関連していることを実証した(1999).証券取引の執行リスクという側面を持つ,株式指値注文の執行確率の推定を行った(2000b).金融市場において観測されるデータは,統計理論や数理ファイナンスの分野で確立された理論が前提としている状況にはないことが多い.大屋は,本研究では実際に確認される欠損値の存在を前提とした統計的推測に関する考察を行った.欠損値を生み出す固有の情報が特定できない場合に関して,従来の統計量ではバイアスが生じることをパネルデータをもちいる際の検定統計量に関して明らかにしている.追加採択ということもあり,本年度は共同研究の期間は十分にはとれず,メンバー各自は準備的研究を行った仁科は,わが国企業の資本構成について包括的に分析し,その特徴と決定要因を解明した.企業の資本構成は,コーポレイト・ファイナンスのさまざまな側面において重要な役割を果たすものであり,現在では信用リスクに関する基本的な指標として重視されている.本研究は,それらの理論的基礎に関する部分と,エコノメトリクスの方法論に関する部分の双方について問題を提起し,わが国企業のデータを用いてその解決を試みた.田畑は,現実の危険資産運用でしばしば用いられるインデックス・ファンドの設計問題に関する研究で,とくに,時間の経過とともに危険資産価格という情報が逐次入手できる場合の適応的なポートフォリオとインデックス・ファンドのさまざまな性質の導出を目指した.大西はPoisson過程に従いジャンプをする幾何Brown運動に対する最適停止問題を精察した.この種の問題に対して,Smooth Pastingと呼ばれる手法が,その最適値関数と最適停止時刻の導出に有効であるとされ,多くの投資意思決定問題に対して適用されているが,その数学的正当性については十分な検討が為されていなかった.上記のような問題に対してマルチンゲール論からのアプローチを試みることにより,ある弱い条件のもとでその正当性を示した.証券取引所は資本設備や人を投入して市場取引という「サービス」を提供しているが,谷川はそうしたサービスの需要供給はどう調整されているのか,取引所外での取引との競合・補完関係などに興味を持ち,転換社債を使ってこれを研究をした.大屋は,時系列方向とクロスセクション方向の双方に情報をもつデータを有効に取り扱うために必要な統計量の導出を行っている.特にファイナンスの分野のデータは時間方向に対しての整合性がとれていないことが多い.すなわち特定の分野への企業の参入,退出が不規則に観測されている.この不完全な形で二次元方向に広がるデータをもちいて統計的推測を正しく行うため,頑健な統計量の導出を目指した.金融・資本市場において信用リスクがどのように評価され,価格付けされているかを明らかにするために,仁科は資産価格決定の基礎理論を厳密に検討した.また,実際の市場における信用リスク評価の典型例として,債券の格付けシステムを理論的に分析した.その結果,信用リスクの評価理論モデルは,少なくとも現在の水準では未完成の部分が多いことと,ファクター構造を利用したモデルが有望であること,ならびに債券の格付けがそれらに反映する可能性があることが判明した.不確実性のもとでの意思決定問題の代表である投資意思決定問題を研究課題として,田畑はインデックス・ファンドの効率的な構成法とその性質について研究を行い,定性的な性質とその性質を利用した構成手順を開発した.とくに,遺伝アルゴリズムを用いて計算の効率化をはかった点と,株価という情報が逐次入手できる状況で,ベイズ理論を用いて逐次的に改定される構成法を導出した.大西はPoisson過程に従いジャンプをする幾何Brown運動に対する最適停止問題を精察した.

この種の問題に対して,マルチンゲール論からのアプローチを試みることにより,ある弱い条件のもとでSmooth Pasting Techniqueと呼ばれる手法の正当性を示した.また,これに関連して,幾何Brown運動のインパルス・コントロールの基礎理論ついての研究を開始した.とりわけ,企業の最適配当政策の問題,投資信託におけるキャッシュ・マネージメントの問題,等への応用について,モデル化からそれらの解析的・数値的解法に至るまでのプロセスにおける様々な段階に関して,詳細に渡っての検討を試みた.谷川は,信用リスクが顕在化し企業が債務不履行に陥った場合,具体的な債務の形態によってコーポーレート・ガバナンス上は違いが出ることに注目し,特に経営者の事後的なモラルハザードとの関連を分析した(2000a).また,債務不履行の前触れである手元流動性の不足-株式や現金の需要が,転換社債の転換と密接に関連していることを実証した(1999).証券取引の執行リスクという側面を持つ,株式指値注文の執行確率の推定を行った(2000b).金融市場において観測されるデータは,統計理論や数理ファイナンスの分野で確立された理論が前提としている状況にはないことが多い.大屋は,本研究では実際に確認される欠損値の存在を前提とした統計的推測に関する考察を行った.欠損値を生み出す固有の情報が特定できない場合に関して,従来の統計量ではバイアスが生じることをパネルデータをもちいる際の検定統計量に関して明らかにしている.仁科は信用リスクの概念を精緻化し,実際のデータを用いて計測するために、代表的な資産価格理論の成果をどのように取り入れるかが出来るか,を検討した.対象となる資産の信用リスクを把握するためには,市場メカニズムのもとで整合的な価格形成を分析する資産価格理論の成果を利用することが不可欠である.また,この研究プロセスにおいて,将来の資産家価格動向を描写するために想定する確率過程の特性や限界に関して,新しい発見と指摘を提供することも追求する予定である.田畑は,前年度に引き続き,現実の危険資産運用でしばしば用いられるインデックス・ファンドの設計問題に関する研究で,とくに,時間の経過とともに危険資産価格という情報が逐次入手できる場合の適応的なポートフォリオとインデックス・ファンドの様々な性質を導出した.大西は,前年度に引き続きPoisson過程に従いジャンプをする幾何Brown運動に対する最適停止問題を精察した.さらに幾何Brown運動を含む拡散過程のインパルス・コントロールの基礎理論と,そのオペレーションズ・リサーチ,ファイナンス,国際金融経済学に現れる諸問題への応用についての研究を開始した.また,期待効用理論に基づく投資家のリスク回避性と、資産収益の確率優位(確率順序)に基づくリスクの変化が,最適な投資行動へ与える影響に関する比較静学についての基礎的研究を再開した.谷川は主にマーケット・マイクロストラクチャーに関する研究を行った.ニューヨーク証券取引所では,スペシャリストという証券売買の相手方となる役割をもつ参加者が決まっている.
円偏光発光の色調を連続的に制御できるマルチスイッチ型の分子システムの構築

ベンゼンの1,3,5位に三重結合を介してキラルイミダゾールを導入したC3対称型配位子(L)に対して亜鉛イオンを添加した際に形成される構造の同定と錯体形成に伴う分光学的特性の評価を行った。その結果、Lは亜鉛イオン(M)と4:3の量論で錯体を形成し、亜鉛イオンの配位数が3であるL4M3錯体を形成することが分かった。また、円二色性(CD)スペクトルの滴定実験から、Lは分子単独ではCDシグナルを示さないが、錯体を形成することで超分子キラリティーが誘起されることを明らかにした。さらに、このL4M3錯体に対して補助配位子としてイミダゾールを添加すると、溶液中のイミダゾール濃度の増大に応じてCDシグナルの強度が減少し、そして増強する変化が観測された。このCDシグナル強度の変化はL4M3錯体中の亜鉛イオンの空配位座に対してイミダゾールが配位し、錯体構造がL2M3錯体へと変化したことに由来する変化であるということを明らかにした。また、ピレンの1,8位に三重結合を介してキラリティーを導入した架橋型ピレン配位子(L')の錯体形成プロセスについても評価した。L'に対して亜鉛イオンを添加すると、L'3M1錯体とL'3M2錯体を形成することが分かった。この錯体形成プロセスをCDスペクトルから追跡したところ、L'とL'3M1錯体は弱いCDシグナルしか示さないのに対して、L'3M2錯体では非常に強いCDシグナルを示すことが分かり、ヘリケート型の錯体構造が誘起されていることを明らかにした。また。円偏光発光特性を評価すると、L'単体とL'3M1錯体は円偏光発光を示さないのに対して、L'3M2錯体はピレンの会合体に由来する発光帯において強い円偏光発光を示した。円偏光発光特性を非対称性因子を用いて評価すると、±0.01となり、比較的大きな円偏光発光特性を示した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では円偏光発光の色調を連続的に制御できるマルチスイッチ型の分子システムの構築を行っている。その目的は、当研究グループが開発した「金属イオンとの配位結合に伴う芳香族分子間距離の制御」を利用した発光波長を自在に変化できる分子技術の基盤を創出することであり、そのために以下に示す研究項目に関して研究を進めている。1.金属イオンとの相互作用を用いたπ-π相互作用の制御によって分子間の距離を自在に制御し、発光色調をコントロールできるマルチスイッチ型分子システムの構築。2.不斉置換基の導入によるマルチスイッチ型のシステムに基づく色調可変型の円偏光発光材料の創出。具体的な項目としては、下記の研究計画に従う。1.キラリティーを有する配位子の設計および合成。2.金属イオンと配位子からなる錯体の光学特性の評価。3.金属イオンからなる錯体の構造同定および円偏光発光特性の評価。今年度はこのうち「1.キラリティーを有する配位子の設計および合成」について重点的に研究を行った。具体的には、参照分子としてピレンに三重結合を介してキラリティーを有するイミダゾールを導入した架橋型配位子を合成し、亜鉛イオンとの錯体形成に伴う発光挙動の変化について評価を行った。その結果、溶液中において架橋型配位子は亜鉛イオンと4:2の量論で錯体を形成することが分かった。また、亜鉛イオンとの錯体形成に伴い配位子間にねじれたスタッキング構造が誘起され、長波長側にピレンの会合構造に由来する発光バンドが観測されるようになった。この配位子と亜鉛イオンからなる錯体について円偏光発光スペクトルを測定すると、会合構造に由来する発光バンドから強い円偏光発光が観測されることを明らかにした。また、置換位置の異なる架橋型ピレン配位子では、亜鉛イオンとの錯体形成に伴い、対称性の高い構造が誘起され、強いCDシグナルが誘起されることを明らかにした。本年度実施計画に基づき、キラリティーを有する配位子の設計および合成について重点的に研究を行った。その結果、金属イオンと相互作用させることで会合体に由来する発光バンドが観測され、この発光バンドからは強い円偏光発光が観測された。本研究結果については現在論文を執筆中であることから達成度はおおむね順調であると評価した。

3.金属イオンからなる錯体の構造同定および円偏光発光特性の評価。今年度前期は「1.キラリティーを有する配位子の設計および合成」そして「2.金属イオンと配位子からなる錯体の光学特性の評価」について重点的に研究を行い、錯体構造と発光特性との関係について調べた。また、得られた錯体に対して補助配位子を加えることで、CDシグナルの強度を増強させることに成功した。また、後期は「3.金属イオンからなる錯体の構造同定および円偏光発光特性の評価」について検討を行うことで、金属イオンを添加した際に誘起されるキラル光学特性について調べた。今年度は「1.キラリティーを有する配位子の設計および合成」そして「2.金属イオンと配位子からなる錯体の光学特性の評価」について重点的に研究を行った。具体的には、ベンゼンの1,3,5位に三重結合を介してキラリティーを有するイミダゾールを導入したC3対称型配位子を合成し、亜鉛イオンとの錯体形成に伴う分光学的特性について評価を行った。その結果、C3対称型配位子は亜鉛イオンと4:3の量論で錯体を形成し、亜鉛イオンの配位数が3であるL4M3錯体を形成することが分かった。一方で、円二色性(CD)スペクトルの滴定実験からC3対称型配位子は亜鉛イオンとの錯体形成に伴い超分子キラリティーが発現することを明らかにした。また、このL4M3錯体に対して補助配位子としてイミダゾールを添加すると、L4M3錯体に由来するCDシグナルの増強が観測された。このCDシグナルの増強はL4M3錯体中の亜鉛イオンがもつ空配位座に対してイミダゾールが配位するためであると考えられる。後期は「3.金属イオンからなる錯体の構造同定および円偏光発光特性の評価」について検討を行った。具体的には、これまでに合成した架橋型ピレン誘導体の円偏光発光スペクトルを測定した。その結果、架橋型ピレン誘導体は配位子単体では円偏光発光を示さないのに対して、亜鉛イオンを添加すると、ピレンの会合体に由来する発光体に強い円偏光発光が観測された。この発光における円偏光発光特性を非対称性因子(2(ILーIR)/(IL+IR)、IL:左回り円偏光強度、IR:左回り円偏光強度)をもちいて評価すると、0.02となり、有機円偏光発光材料としては比較的大きな円偏光発光特性を示した。ベンゼンの1,3,5位に三重結合を介してキラルイミダゾールを導入したC3対称型配位子(L)に対して亜鉛イオンを添加した際に形成される構造の同定と錯体形成に伴う分光学的特性の評価を行った。その結果、Lは亜鉛イオン(M)と4:3の量論で錯体を形成し、亜鉛イオンの配位数が3であるL4M3錯体を形成することが分かった。また、円二色性(CD)スペクトルの滴定実験から、Lは分子単独ではCDシグナルを示さないが、錯体を形成することで超分子キラリティーが誘起されることを明らかにした。さらに、このL4M3錯体に対して補助配位子としてイミダゾールを添加すると、溶液中のイミダゾール濃度の増大に応じてCDシグナルの強度が減少し、そして増強する変化が観測された。このCDシグナル強度の変化はL4M3錯体中の亜鉛イオンの空配位座に対してイミダゾールが配位し、錯体構造がL2M3錯体へと変化したことに由来する変化であるということを明らかにした。また、ピレンの1,8位に三重結合を介してキラリティーを導入した架橋型ピレン配位子(L')の錯体形成プロセスについても評価した。
麹菌の糖鎖リモデリングを目指した新規な糖転移酵素遺伝子の機能解明

麹菌を含むアスペルギルス属の持つ酵素の多くはグリコシル化される。タンパク質は、グリコシル化されることによって機能性が向上し、多機能化することが知られている。アスペルギルス属のタンパク質に結合するN-結合型糖鎖とO-結合型糖鎖には、ガラクトフラノースやグルコースなど他の生物では見られない糖が付加されているが、これら糖鎖の生合成に関与する糖転移酵素や生理的機能に関する知見は無い^<1)>。また、糸状菌は、タンパク質分泌能が非常に高く、外来タンパク質の発現宿主としての利用が期待されている。しかしながら、糸状菌の糖鎖の中には、ヒトに対する抗原性を持つものがあり、例えば抗体医薬等を生産する際の妨げとなる。よって、糸状菌を宿主とした外来タンパク質発現系の開発にはタンパク質の糖鎖改変が必須の技術となる。本研究では、この糸状菌に特異的に存在する糖を付加する糖転移酵素遺伝子を同定し、糖鎖の機能を解明することで、将来、タンパク質の糖鎖改変に必要となる基礎的知見を得ることを目的とした。麹菌を含むアスペルギルス属の持つ酵素の多くはグリコシル化されている。タンパク質は、グリコシル化されることによって機能性が変化し、多様化することが知られている。アスペルギルス属のタンパク質に結合するN-結合型糖鎖と0-結合型糖鎖の非還元末端側には、ガラクトフラノースやグルコースなど他の生物では見られない特殊な糖鎖が付加されている。しかし、これら糖鎖の生合成に関与する糖転移酵素や、その生理的機能に関する知見は皆無である。そこで本研究では、この糸状菌に特徴的な糖鎖であるガラクトフラノース糖鎖に注目し、ガラクトフラノース糖鎖の生合成に直接関係する糖転移酵素遺伝子を同定すると共に、その生理的意義や機能について基礎的知見を得、麹菌の糖鎖リモデリングに活用することを目的とする。生物情報を基にデーターベースより選抜した候補遺伝子16個すべての遺伝子について遺伝子破壊株を取得して、タンパク質糖鎖の構造を解析したところ、1っの破壊株で細胞壁中のガラクトフラナンが消失することが明らかになった。△gfsA株は、菌糸成長速度の低下、分生子形成能の著しい低下が認められた。さらに、細胞壁構成糖組成を分析したところ、細胞壁中のガラクトースが著しく減少していることが明らかになった。よって、本遺伝子をガラクトフラナン合成酵素遺伝子であると考え、gfsAと名付けた。真核生物において、ガラクトフラノース転移酵素遺伝子が同定されたことは無く、また、GfsAは、これまでに知られている細菌類のガラクトフラノース転移酵素とは全く構造の異なる新規なタンパク質酵素であった。平成21年度の研究によって、糸状菌Aspergillus nidulansのgfsA遺伝子がガラクトマンナン中のガラクトフラナン合成に関わる推定糖転移酵素遺伝子として同定された。平成22年度は、gfsA遺伝子と2つのホモログ遺伝子をgfsB遺伝子およびgfsC遺伝子として、更なる機能解析を進めた。細胞壁中のガラクトフラナンを検出したところ、ΔgfsA株では、ほぼ完全にガラクトフラナンが欠失していた。また、ΔgfsB株およびΔgfsC株では、減少していることが明らかになった。また、薬剤耐性試験の結果、ΔgfsA株はSDS感受性を示し、カルコフルオロホワイトに耐性を示すことが明らかになった。また、ΔgfsB株およびΔgfsC株は、親株に比べて薬剤に対して変化が認められなかった。顕微鏡観察による菌糸の形態観察を行ったところ、ΔgfsA株の菌糸は、隔壁間の距離が短く、菌糸は、湾曲していた。しかし、ΔgfsB株およびΔgfsC株では、顕著な菌糸形態の変化は認められなかった。以上のことから、gfsA遺伝子、gfsB遺伝子およびgfsC遺伝子がガラクトフラナン合成に関わっており、ガラクトフラナンが正常な菌糸の伸長に必要であることが明らかになった。さらに、3xFLAGタグを染色体上のgftA遺伝子のC-末端側に導入しGfsAタンパク質の検出系を構築した。糸状菌内のオルガネラを分画し、局在を調べたところGftAタンパク質は小胞体ではなく、主にゴルジ体に局在していることが明らかとなった。このことより、ガラクトフラナンの合成が細胞膜上ではなく分泌経路上で行われることが明らかになった。

また、UDP-ガラクトフラノース輸送体は、ゴルジ体に局在していることが明らかにされていることからGftAタンパク質とガラクトース輸送体が協調的に働いていることが示唆された。
ウニ胚アリールスルファターゼの機能に関する研究

バフンウニのアリールスルファターゼcDNAを用いて、大腸菌の系でタンパク質合成し、これを抗原としてウサギを免疫して、抗アリールスルファターゼ抗体を作成した。さらに、この抗体を用いてバフンウニ胚内のアリールスルファターゼの局材性を免疫組織化学により光学顕微鏡及び電子顕微鏡レベルで調べた。その結果、アリールスルファターゼは反口側外胚葉細胞のリソゾーム様構造の他、大部分はハイアリン層に局材していた。一方生化学的な研究からアリールスルファターゼはカルシュウムイオン存在下でハイアリン層のプロテオグリカンと結合しており、別の因子及びカルシュウムイオン存在下ではアリールスルファターゼの活性を失うことを見いだした。この事実は、リソゾーム様構造内では酵素活性を示し、ハイアリン層では活性を持たないという組織化学的観察の裏付けとなるものである。マウスの様々な組織の抗アリールスルファターゼ抗体に対する反応性を調べたところ、表皮組織に強い染色像がみられた。また、マウスのゲノムDNAをウニおArs・cDNAをプローブとしてサザン分析すると明瞭なバンドが検出され、マウスにも類似の遺伝子が存在することが示された。ただし哺乳類では表皮に強いアリールスルファターゼ活性はない。また、哺乳類とウニのアリールスルファターゼの塩基配列の類似性は低く、サザン分析では検出できないはずである。これらのことを考えあわせると、ウニのアリールスルファターゼはウニでは酵素活性を持つものの、構造タンパク質として機能している可能性が考えられる。また、多種でもこのタンパク質は保存されており、同様に構造タンパク質として機能していると考えられる。
コバルト系超伝導体の凝縮対対称性に対する最適化変分モンテカルロ法による研究

水和コバルト化合物超伝導体のモデルと考えられる単バンドの三角格子、及び関連が深い異方的三角格子の格子構造に対し、最適化変分モンテカルロ法をハバード型モデル及びその強相関モデルであるt-J型モデルに適用し、基底状態及び低温での性質を調べた。主な結果としては、前年度の計算に引き続き、三角格子の単バンドモデルの結果を基に、コバルト系酸化物ではd軌道の縮退が重要であるという観点で、2バンドハバードモデルにおける基底状態の性質、特に超伝導の安定化条件や電子対の対称性を調べた。コバルト酸化物のフェルミ面近傍のバンドの概形を再現できるような、簡単な1電子構造を仮定し、電子間相互作用と電子密度を変化させて、様々なクーパー対対称性の超伝導状態について計算を行った。ハーフフィリング近傍の、ポケット状非連結のフェルミ面がvan Hove特異点に重なる電子密度のときに、電子間相互作用の大きな領域で、s,d,p(の合成)波の対称性を持つ超伝導状態が安定化し、このうち最低エネルギーの状態はd+id波であった。この超伝導状態の安定化は、銅酸化物の場合と同じく反強磁性的磁気相関の増大に起因する相互作用エネルギーの利得によってもたらされることが明らかになった。単バンドモデルの拡張計算として、異方的三角格子および両対角に次近接ホッピングが入ったフラストレートした正方格子に対し、ハバードモデルの範囲内でモット転移及び超伝導発現の研究も並行して行った。特にドープした場合の挙動を後者で調べたが、フラストレーション項の符号が重要で、もっともらしい相関強度の場合、正ならば(電子ドープに対応)安定した反強磁性が現れるが、負の場合(ホールドープに対応)は反強磁性状態が自己不安定になり、ハーフフィリングの反強磁性領域と高ドープ率のd波超伝導状態に相分離することが解った。超伝導を示す、コバルト系物質Na_xCo_2・yH_2Oや有機固体κ-ET塩を念頭に、本年度は最適化及び従来の変分モンテカルロ法を用いて、主に単バンドの異方的三角格子上で、超伝導の性質の研究を行った。まず、超伝導のペアリング対称性を調べるために、最も単純なt-Jモデルに対して、射影BCS状態を用いて、各対称性の安定性を調べた。モデルの主なパラメーターは、交換相互作用J/t、格子の異方性t'/tと電子密度nである。念頭の系はバンド幅程度の電子間相互作用を持つので、典型値としてJ/t=0.3とした。電子密度は相関効果が最も利き、ET塩がとるハーフフィリング(n=1)から、コバルト系に近いクオーターフィリング(n=0.5)までを考えた。t'/tの値は、0(正方格子、銅酸化物超伝導体に対応)から1(コバルト系)を超えて1.2まで変化させた(ET塩は1前後と見られる)。また、粒子-ホール対称性が無いため、tの符号も重要である。超伝導状態の他に反強磁性状態、長岡強磁性状態、不均一な(相分離)状態なども考慮した。結果は多岐に渡るので、以下幾つかの話題に的を絞る(詳細は発表文献参照)。まず、t<0では、ほぼ全電子密度で、かつJ/|t|<0.7程度の広範な領域で、長岡強磁性が安定になるため、超伝導の出現は大きく妨げられる。そこで以下t>0を考える。n=1でt'/tを0から増大させた場合、反強磁性状態は直ぐに不安定化し(超伝導との共存はt'/t<0.7で起こり得る)、t'/t<1ではd(x^2-y^2)波が安定になる。t'/t<=1で対称性はか

d+id波へと転移する。これはET塩で置換基によってd(x^2-y^2)波とd(xy)波を取ることに対応する。コバルト系に対応する等方的三角格子(t'/t=1)で、ドープをすると、ハーフフィリング近傍(n>0.9)で、d+id波がd(x^2-y^2)波よりごく僅か安定化する。本年度の成果を基に、実験の展開を注意深く見守り、来年度以降研究を進めてゆく予定である。コバルト系超伝導体のモデルである三角格子及びそれに関連した格子構造に対し、最適化変分モンテカルロ法をハバード型モデル及びその強相関モデルであるt-J型モデルに適用し、基底状態及び低温での性質を調べた。まず、前年度に行った三角格子の単バンドモデルの結果を基に、コバルト系酸化物ではd軌道の縮退が重要であるという観点から、2次元三角格子の2バンドハバードモデルにおける基底状態の性質、特に超伝導の安定化条件や電子対の対称性を、VMC法を用いて調べた。コバルト酸化物のバンド計算の結果の本質的な部分を再現できるような、簡単な1電子構造を仮定し、電子間相互作用と電子密度を変化させて、様々なクーパー対対称性の超伝導状態について計算を行ったところ、ハーフフィリング近傍の、ポケット状非連結のフェルミ面がvan Hove特異点に重なる電子密度のときに、電子間相互作用の大きな領域で、s,d+id,dx2-y2,p+ip波の各対称性を持つ超伝導状態が安定化し、このうち最低エネルギーの状態はd+id波であった。この超伝導状態の安定化は、反強磁性的磁気相関の増大に起因する相互作用エネルギーの利得によってもたらされることが明らかになった。次に、単バンドモデルについては、コバルト系との関連から、異方的三角格子(ハバードモデル)および両対角に次近接ホッピングが入ったフラストレートした正方格子(t-Jモデル)に対し、モット転移及び超伝導発現の研究も並行して行った。前者では、ハーフフィリングでのモット転移と超伝導の関連性を示した。後者では、フラストレーションの項の符号が電子ドープに対応する場合、超伝導対称性が典型的なd波から高調波の混じった非単調な角度依存性を持つギャップへと電子密度のパラメーターと共に変化することが示された。水和コバルト化合物超伝導体のモデルと考えられる単バンドの三角格子、及び関連が深い異方的三角格子の格子構造に対し、最適化変分モンテカルロ法をババード型モデル及びその強相関モデルであるt-J型モデルに適用し、基底状態及び低温での性質を調べた。主な結果としては、前年度の計算に引き続き、三角格子の単バンドモデルの結果を基に、コバルト系酸化物ではd軌道の縮退が重要であるという観点で、2バンドハバードモデルにおける基底状態の性質、特に超伝導の安定化条件や電子対の対称性を調べた。コバルト酸化物のフェルミ面近傍のバンドの概形を再現できるような、簡単な1電子構造を仮定し、電子間相互作用と電子密度を変化させて、様々なクーパー対対称性の超伝導状態について計算を行った。ハーフフィリング近傍の、ポケット状非連結のフェルミ面がvan Hove特異点に重なる電子密度のときに、電子間相互作用の大きな領域で、s, d, p(の合成)波の対称性を持つ超伝導状態が安定化し、このうち最低エネルギーの状態はd+id波であった。この超伝導状態の安定化は、銅酸化物の場合と同じく反強磁性的磁気相関の増大に起因する相互作用エネルギーの利得によってもたらされることが明らかになった。