hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
格子QCDにおける有限体積効果を1%以下に抑えるためのパイ中間子有効理論の解析

本研究の目的は、格子QCD数値計算の主要な系統誤差である有限体積効果を精度よくコントロールすることである。私たちは、π中間子のゼロ運動量モードをコントロールし、1%程度の精度でパイ中間子の形状因子を抽出するには、4fm程度の格子による数値計算があれば可能であることを示した。さらにこの成果を数値計算に応用、誤差の範囲で実験値との一致が確認された。また、Dirac演算子の固有値分布のうち、あらかじめ有限体積効果が小さいとわかっている領域を逆算してもとめ、そこの分布とBanks-Casher関係式を比較することにより、中心値の1.8%の精度でカイラル凝縮を精密計算することに成功した。CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)におけるヒッグス粒子の発見により、素粒子理論における、従来の素粒子標準模型の検証がますます重要な課題となっている。本研究の目的は、そんな素粒子標模型の検証の一翼を担う格子ゲージ理論数値計算の精度を最大限に高めることにある。特に大きな障害になると考えられている、有限体積による系統誤差をいかに抑えるかということに注目している。今年度は、この目標に向けて、意味のある一歩を踏み出すことができた。パイ中間子の電磁気形状因子の抽出に必要となる擬スカラー-ベクトル-擬スカラーの3点相関関数について、共同研究者である大阪大学の大学院生鈴木貴志氏とパイ中間子有効理論の解析を進めた。3点のうち、2点の演算子に運動量を挿入することで、定数項が消去できることを確認し、さらに適当な比をとることで、空間依存性を持っている関数の係数に対するパイ中間子ゼロ運動量状態の寄与を相殺することを確認した。さらに1-loopの補正計算を実行、実際に補正の寄与が小さくなることを示した。これにより、パイ中間子ゼロ運動量の寄与を抑えることで、4fm程度の格子QCD数値計算でも、有限体積効果を数%程度に抑えられることを示した。これは従来の見積もりよりも小さく、パイ中間子ゼロ運動量状態を抑えることの重要性を示す、意義のある結果であると考えている。Higgs粒子がCERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)で発見されたものの、そのふるまいは素粒子標準模型と無矛盾であり、それを超える新しい物理の発見には、より精密な理論計算が必要となっている。特に、強い相互作用を記述する量子色力学の理論計算の役割はますます重要になってきている。本研究は、この量子色力学の数値計算精度を高めるために有限体積効果による系統誤差を可能な限り小さく抑えることを目的とする。本年度はパイ中間子の電磁気形状因子の抽出に必要となる擬スカラー-ベクトル-擬スカラーの3点相関関数について、共同研究者である大阪大学の大学院生鈴木貴志氏とともに、パイ中間子有効理論の解析を進め、空間運動量の挿入および、相関関数の適切な比をとることで有限体積効果の主要部分を相殺できるという前年度の研究成果を論文に発表した。また、その解析結果を用いた格子QCD数値計算に関する論文も発表した。この研究は従来必要と考えられてきた体積より小さい一辺4fm程度の格子であっても、物理量を正確に抽出できる可能性を示すものであり、今後の数値計算の精度に期待が持てる結果である。なお、2015年6月にイタリアのピサで行われる国際会議Chiral Dynamics 2015にて、本研究について発表(招待講演)予定である。また、もう一つの有限体積効果の原因である、ゲージ場のトポロジーに関する研究でも重要な進展があった。それは、格子の全空間を用いず、部分空間に対象を絞り、かつ全空間のトポロジカルチャージの変遷に対応する全体へのバイアスを引き算することで、有限体積効果を相殺できるという発見である。この手法により、トポロジカルサスセプティビリティーという、従来のやり方では計算の難しい量の正確な抽出に成功した。さらに、この研究からエータプライム中間子の質量の理論計算の成功という副産物もうまれた。現在、両成果について論文の投稿を準備中である。CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)でHiggs粒子が発見されたが、その振る舞いは素粒子標準模型と無矛盾である。一方、暗黒物質やニュートリノ振動の実験結果により、標準模型を超える新しい物理の存在も確実と言える。このような状況では、素粒子実験、理論の双方を用いて、素粒子標準模型を精密に検証し、実験と理論のわずかな差異を探ることで、新しい物理への糸口をつかむ、ボトムアップ型の研究がますます重要になる。本研究の目的は、強い相互作用を記述する量子色力学(QCD)を精密に理論計算するため、格子QCD数値計算の主要な系統誤差である有限体積効果を精度よくコントロールすることにある。平成27年度は、JLQCD共同研究において、D中間子の崩壊過程に関する形状因子について研究を進めた。この形状因子は、新しい物理の発見が期待されている、カビボ小林益川行列要素の検証に不可欠な物理量である。私たちは、カイラル対称性を保ち、かつ精細な格子間隔での数値計算を可能とするメビウスドメインウォールフェルミオンを用いた数値シミュレーションを行い、2.5%程度の精度を達成できることを確かめた。現在、有限体積効果を検証すべく、より大きい格子における数値計算を進めているが、当初の予定より遅れが生じたため、研究期間の延長を申請、受理された。一方、有限体積効果で最も懸念されているトポロジカルチャージのゆらぎについて、そのゆらぎからエータプライム中間子の質量を計算できるという新しい手法を開発、Physical Review Dに発表することができた。

D中間子の崩壊過程に関する形状因子の大きな体積の格子計算に遅れが生じている。CERNの大型ハドロン衝突型加速器(LHC)でHiggs粒子が発見されたが、そのふるまいは素粒子標準模型と無矛盾である。一方、暗黒物質やニュートリノ振動の実験結果により、標準模型を超える新しい物理の存在も確実である。このような状況では、実験、理論の双方を用いて素粒子標準模型を精密に検証し、実験と理論のわずかな差違を探ることで、新しい物理への糸口をつかむボトムアップ型の研究が重要になる。本研究の目的は、強い相互作用を記述する量子色力学(QCD)を精密に理論計算するために、格子QCD数値計算の主な系統誤差である有限体積効果を精度良くコントロールすることにある。平成28年度は、Dirac演算子の固有値分布のうち、有限体積効果が小さいとあらかじめわかっている領域を使って、カイラル凝縮を精密計算することに成功した。カイラル対称性を保つメビウスドメインウォールを用い、大規模数値計算を実行、カイラル極限、連続極限、統計誤差の合計を中心値1.8%の精度でコントロール、カイラル凝縮の値を決定した。また、QCDのトポロジー感受率についても、π中間子の質量と崩壊定数をかけたものの2乗との比をとることで、有限体積効果を大幅にキャンセルできることが、カイラル摂動論の解析によってわかり、数%の精度での決定を近日中に発表できる見込みである。本研究の目的は、格子QCD数値計算の主要な系統誤差である有限体積効果を精度よくコントロールすることである。私たちは、π中間子のゼロ運動量モードをコントロールし、1%程度の精度でパイ中間子の形状因子を抽出するには、4fm程度の格子による数値計算があれば可能であることを示した。さらにこの成果を数値計算に応用、誤差の範囲で実験値との一致が確認された。また、Dirac演算子の固有値分布のうち、あらかじめ有限体積効果が小さいとわかっている領域を逆算してもとめ、そこの分布とBanks-Casher関係式を比較することにより、中心値の1.8%の精度でカイラル凝縮を精密計算することに成功した。当初のより多様なハドロンの形状因子への応用は遅れ気味であるが、副産物として、トポロジカルサスセプティビリティー、およびエータプライム中間子の質量の正確な理論計算に成功した。複数の体積でD中間子形状因子の計算を行い、高精度で小林益川行列の決定を行う。1年程度で遂行可能であると考えている。素粒子論、特に格子QCD当初の計画どおり、重いクォークを含む中間子の有限体積効果に着目し、その正確な理論計算に道筋をつける。当面のターゲットとしては、チャームクォークを含むD中間子の形状因子の計算を行う。今年度の研究成果により、研究目的である1%程度の精度でパイ中間子の形状因子を抽出するには、4fm程度の格子による数値計算があれば、可能であることを示した。これは従来考えられてきた見積もりよりも小さく、パイ中間子のゼロ運動量モードの寄与を抑えることの重要性を示すものである。実際に1.8fmの格子QCD数値計算結果も解析、この大きさでは系統誤差が10%を超えてしまうものの、その誤差の範囲で実験値との一致が確認された。
中国で発行された英文紙誌の体系的な調査と研究

「中国で発行された英字紙誌」の調査,整理と分析を行ってきた。日本国内の研究機関の所蔵調査のほか、スウェーデン・アカデミー(ストックホルム)や林語堂記念館(台北)等でも調査を行い、その成果については、「現代中国学会」ほかの場で報告した。1930年代に中国人作家として上海の英字紙誌発行に中心的な役割をはたした林語堂について、その位置付けがうかびあがってきた、と考えている。また、アメリカに留学した北京・清華大学の卒業生たちがこの分野に大きく関わっていることから、彼らの足跡・活動についても研究をはじめており、今後、他の研究者と合同で調査等を進めていくことにしている。新聞発行に関わる二次的資料の収集、アメリカでの復刊状況調査、研究論文収集には、主としてネットワークを利用した。また「メディア史研究会」に参加して、新聞研究・メディア史研究についての多大な示唆を得ることができた。今年度は以上のように研究を進めてきたが、これまで中国でも日本でも取り上げられずにきたテーマであるだけに、基礎的な調査をはじめた段階である。しかし英字紙誌には林語堂を代表とする清華大学関係者が深く関係しており、当時の文学・思想界を考える上で重要なテーマであることがますますはっきりしてきた。資料の収集は今後も継続して行い、データが一定量まとまったところで、随時公開していく予定である。特に、コンピューターネットワークを利用する形でのデータベース公開をめざして、データ収集と整理を続けていく。また今年度の成果をもとに、考察を進め、論文の執筆中である。近日中に発表したい。近日中に発表したい。
ディジタル世代の多段自律ネットワーク型日本語学習支援システムの地球規模の運用評価

本研究では、ディジタル世代の学習者に対して、クラウドコンピュータ環境で、多段自律学習できるWebネットワーク型の日本語学習支援システム(e-Manabix)を構築し、地球規模での学習効果の評価を行った。特に、漢字手書き認識を用いた学習支援システムの公開運用評価を実施した結果、スマートフォンからのアクセスの割合が、当初より3倍の増加があり、ディジタル世代に対応した自律学習支援システムの重要性を示す結果が得られた。本研究では、携帯ゲームに慣れ親しんだディジタル世代の日本語学習者に対して、いつでも、どこでも、だれにでも、手軽に、繰り返し学習できるクラウドコンピュータ環境で、読む、書く、聞く、話すことの4技能を統合し、多段自律学習できるWebネットワーク型の日本語学習支援システム(e-Manabix[e:manabiccs]、e-マナビックス)を構築し、地球規模での公開運用実験を行い、新しい時代の日本語教育に資することを、研究目的としている。なお、このe-Manabixは、エアロビクスが有酸素運動の有気運動であることと対比して、自身で楽しく学びたくなる気持ちである好気学習を呼び起こし、自律学習を支援するe-Learningシステムであることを意味する造語である。初年度は、読み書きの自律学習支援のため、パソコンばかりでなく、iPhone、Andoroid、iPadなどを用いて、ユビキタス環境による漢字、カタカナ、ひらがなの手書き文字認識エンジンを開発し、2011年1月より、地球規模の公開実験を開始した。このシステムは、漢字の意味や読みを知らなくても、筆順誤りを許容した漢字の形だけから辞書を引くことができ、非漢字圏の学習者に対しても役立てることができる。また、聞く話すの自律学習支援として、ビデオ教材を用いた協調学習が重要なことから、学習者マーカを利用した動画部分視聴と理解度評価のプロトタイプシステムを開発した。このシステムは、学習者のコメントや閲覧時刻のマーカ情報を、学習者間相互に協調学習として有効的に利用でき、新しい時代の自律学習支援システムとして活用できるものと予想される。すなわち、e-Manabixシステムでは、エアロビクスが有酸素運動の有気運動であることと対比して、自身で楽しく学びたくなる気持ちである好気学習を呼び起こし、クラス学習から生涯学習まで継続して多段自律学習を支援するe-Learningを目指している。読み書きの自律学習支援では、パソコンばかりでなく、iPhone、Andoroid、iPadなどのスマート機器から、ユビキタス環境による漢字、カタカナ、ひらがなの手書き文字認識機能を用いて、地球規模の公開運用実験を実施した。このシステムは、漢字の意味や読みを知らなくても、筆順誤りを許容した漢字の形だけから辞書を引くことができ、非漢字圏の学習者などの自律学習に役立てることができる。2011年の6カ月間において、スマートフォンから約8%のアクセスであり、ディジタル世代に対応した自律学習支援システムの重要性を示す実験データが得られた。また、聞く話す自律学習支援として、ビデオ教材を用いた協調学習が重要なことから、学習者マーカを利用した動画部分視聴システムを改善した。さらに、単語アクセントや特殊拍の日本語音声の発音評価システムを改善し、公開運用実験の準備をした。今後は、これらのシステムが、新しい時代の多段自律学習支援システムとして、より活用できるか評価実験を実施する必要がある。本研究では、携帯ゲームに慣れ親しんだディジタル世代の日本語学習者に対して、いつでも、どこでも、だれにでも、手軽に、繰り返し学習できるクラウドコンピュータ環境で、多段自律学習できるWebネットワーク型の日本語学習支援システム(e-Manabix[e:manabiccs]、好マナビックス)を構築し、地球規模での公開運用実験を行い、新時代の日本語教育に資することを、研究目的とした。すなわち、知的好奇心を呼び起こし、クラス学習から生涯学習まで多段自律学習を支援するe-Learningシステムを研究した。このシステムは、漢字の意味や読みを知らなくても、筆順誤りを許容した漢字の形だけから辞書を引くことができ、非漢字圏の学習者などの自律学習に役立てることができた。2010年において、スマートフォンからのアクセスの割合が約5%であったものが、2011年約8%,2012年約15%と3倍の増加があり、ディジタル世代に対応した自律学習支援システムの重要性を示す実験データが得られた。特に、「漢字画文法」は、非漢字圏の日本語学習者の効果的な漢字教授法のひとつとして今後が期待される。また、聞く話す自律学習支援として、ビデオ教材を用いた協調学習が重要なことから、学習者マーカを利用した動画部分視聴システムを開発し改善した。

さらに、テ系動詞の発音評価システムを開発した。今後は、これらのシステムを、新しい時代の多段自律学習支援システムとして、より活用する方策を検討する必要がある。なお、Seiichiro INABA (サンノゼ州立大学)氏には、海外の研究協力者として参加いただいた。読み書きの自律学習支援では、地球規模の公開運用実験を実施し、システムを評価した。この結果、約8%がスマートフォンのからのアクセスであり、クラウドコンピュータ環境に対応したディジタル世代の自律学習支援システムの重要性を示す実験データが得られた。また、聞く話す自律学習支援として、発音評価システムなどを改善し、公開運用実験の準備ができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。読み書きの自律学習支援では、引き続き、連合漢字学習支援システムの地球規模の公開運用実験を実施し、ディジタル世代に対する多段階自律学習支援システムを評価する。また、聞く話す自律学習支援として、LESSON/Jの聞き取り評価システムを改善し、さらに、発音評価システムでは、発音速度に依存しない特殊拍の発音評価などを改善し、地球規模の公開運用実験を行い、システムの評価を実施する予定である。
糖尿病関連歯周炎の重症化機序におけるカルプロテクチンの作用

糖尿病患者の歯周病は重症化すると言われるが(糖尿病関連歯周炎),その病態機序は不明である。本研究の目的は糖尿病関連歯周炎の病態形成におけるカルプロテクチンの作用を調べることである。以下に本研究の成果を示す。1.カルプロテクチンはTLR4-NFκB経路を介し歯肉線維芽細胞のIL-6産生を誘導した。2.高グルコースはTACEを活性化しTHP-1マクロファージのsIL-6R産生を誘導した。即ち,歯周炎症によるIL-6作用が,高血糖により誘導されるsIL-6R産生の亢進によって増強されるという歯肉線維芽細胞とマクロファージの“重複した炎症反応"が糖尿病関連歯周炎の重症化の一翼を担う可能性が示唆された。【目的】昨今,最終糖化蛋白AGEsは様々な糖尿病合併症に負の影響を及ぼすことが明らかになり,糖尿病関連歯周炎の重症化にもAGEsが深く関与しているものと推測される。一方,カルプロテクチンは,S100A8とS100A9の蛋白複合体からなる抗菌ペプチドである。また歯周病細菌Porphyromonas gingivalis由来LPS(P-LPS)は好中球のカルプロテクチン産生を誘導する。我々は,歯周炎患者の歯肉溝滲出液中のカルプロテクチン濃度が高値を示し,その知見を指標とした新規歯周病診断の確立を目指している。一方,歯周炎の病態におけるカルプロテクチンの組織への作用は不明な点が多い。そこで本研究では,カルプロテクチンが歯肉線維芽細胞の炎症関連因子発現に及ぼす影響について検討した。【材料及び方法】株化ヒト歯肉線維芽細胞(HGF)はDMEMを用いてサブコンフルエントになるまで培養後,リコンビナントS100A8,S100A9,カルプロテクチンを添加し,経日的な培養上清中のMCP-1,IL-6,VEGF,及びproMMP-1濃度を市販の各種ELISAキットを用いて測定した。また,TLR2,TLR4 mRNA発現はRT-PCR法を用い調べた。【結果及び考察】S100A8,S100A9およびカルプロテクチン添加により,HGFのMCP-1,IL-6,proMMP-1産生が有意に増加した。一方,VEGF産生はs100A8, s100A9添加により増加したが,カルプロテクチン添加では増加しなかった。また,NF-B阻害剤によって,これらの炎症関連因子の産生は有意に抑制された。TLR4mRNAの発現はP-LPS刺激で増加したが,TLR2mRNAは検出されなかった。【結論】カルプロテクチンは歯周組織の炎症を亢進する可能性が示唆された。本年度は、増殖活性に及ぼす影響の検討2カルプロテクチンによって活性化する細胞内シグナル伝達系の検討3RAGE発現の及ぼす影響及びシグナル系の探索する予定であった。1については、Kwonらの文献を参考にして50nMのカルプロテクチンを細胞に作用させ、その細胞刺激濃度の適正について確認・検討を行った結果、細胞障害作用は認めなかった。2については、カルプロテクチンで刺激した歯肉線維芽細胞は陰性対照と比較して、カテプシンLの発現を亢進した。3については、歯肉線維芽細胞は、口腔上皮細胞と比較して、TLR4 mRNAを有意に発現したが、RAGE mRNAはほとんど発現しなかったため、RAGEではなくTLR4に着目し、si RNAを用いた実験を行った。TLR4遺伝子のノックダウンは、通法に従いTLR4 siRNAを歯肉線維芽細胞に遺伝子導入して行った。陰性対照と比較して、カルプロテクチンによるp38MAPK, JNK, ERKおよびIkBαのリン酸化が抑制されることを認めた。これらの結果および28年度検証予定である4炎症性サイトカインの産生性に及ぼす影響及びシグナル系の探索においても、カルプロテクチンは陰性対照やS100A8と比較してMCP-1,IL-6, proMMP-1の産生を有意に亢進すること、カルプロテクチンによるIL-6産生は、ERK,p38MAPKおよびIkBαのシグナル阻害によって有意に抑制された。またカルプロテクチンによるMCP-1産生は、JNK,p38MAPKおよびIkBαのシグナル阻害によって有意に抑制されることを確認しており、順調に進展していると判断する。現在,我が国の糖尿病患者は激増している。また糖尿病患者の歯周病は重症化することが知られているが(糖尿病関連歯周炎),その病態機序は不明である。最終糖化産物(AGEs)は様々な糖尿病合併症に負の作用を及ぼすが,近年,糖尿病関連歯周炎の重症化機構におけるAGEsの影響について研究が行われている。一方,カルプロテクチンは,S100A8とS100A9の蛋白複合体からなる抗菌ペプチドであり,歯周病原細菌Porphyromonas gingivalis由来LPS(P-LPS)により好中球からのカルプロテクチン分泌が誘導される。一方,歯周炎の病態におけるカルプロテクチンの歯周組織への作用については不明な点が多い。

そこで本研究では,カルプロテクチンが歯肉線維芽細胞の炎症関連因子の発現に及ぼす影響について検討した。本年度は,先ず昨年度後半の結果について再現性の確認を行った。すなわち,株化ヒト歯肉線維芽細胞(HGF)培養系にリコンビナントS100A8,S100A9およびカルプロテクチンを添加し,炎症関連因子の発現への影響について検討を行った。その結果,HGFのMCP-1,IL-6およびproMMP-1の産生が有意に増加した。一方,VEGF産生はS100A8やS100A9の添加により増加したが,カルプロテクチンの添加では増加は認められなかった。次に、シグナル経路を検討した。HGFでは,TLR2のmRNAは検出されなかったが, TLR4のmRNA発現が認められ、TLR4特異的阻害剤TAK242により,カルプロテクチン誘導によるMCP-1とIL-6の産生増加が優位に抑制された.当初RAGE発現におけるカルプロテクチンによる影響の結果を踏まえてカルプロテクチンで前処理された細胞に対して調整したAGEsを添加した後の細胞反応を調べる予定であったが、HGFではRAGE mRNAの発現が低レベルであったため実施できていない。本年度は,先ず昨年の後半の結果について再現性の確認を行った。即ち,株化ヒト歯肉線維芽細胞(HGF)培養系にリコンビナントS100A8,S100A9およびカルプロテクチンを添加し、炎症関連因子の発現のシグナル経路を検討した。HGFでは、TLR4のmRNA発現が認められ、TLR4特異的阻害剤TAK242により、カルプロテクチン誘導によるMCP-1とIL-6の産生増加が優位に抑制された。次に、TLR4遺伝子のノックダウンは通法に従いTLR4 siRNAを歯肉線維芽細胞に遺伝子導入し、TLR4遺伝子の抑制効果はRT-PCR法を用いて評価した。TLR4 siRNAを遺伝子導入した細胞では、陰性対照と比較して、MCP-1およびIL-6の産生が有意に抑制された。また、カルプロテクチンによるp38MAPK, JNK, ERKおよびIkBαのリン酸化が抑制された。RAGE発現におけるカルプロテクチンによる影響の結果を踏まえてカルプロテクチンで前処理された細胞に対して調整したAGEsを添加した後の細胞反応を調べる予定であったが、HGFではRAGE mRNAの発現が低レベルであったため、代替として高血糖状態を想定した高グルコース環境下(25mM)で培養したHGFにカルプロテクチンを作用させ、炎症関連因子の発現に及ぼす影響について検討を行った。その結果HGFのMMP-3,proMMP-1の産生が対照群に比べ有意に増加した。また、高グルコース環境下で培養したHGFにIL-6で刺激を行った結果MMP-1の産生が有意に増加された。即ち、高血糖状態でのHGFでは、カルプロテクチンによるIL-6産生増加、自己分泌によるMMP-1の産生促進が糖尿病関連歯周炎の炎症増悪の過程の一端であることが示された。糖尿病患者の歯周病は重症化すると言われるが(糖尿病関連歯周炎),その病態機序は不明である。本研究の目的は糖尿病関連歯周炎の病態形成におけるカルプロテクチンの作用を調べることである。以下に本研究の成果を示す。1.カルプロテクチンはTLR4-NFκB経路を介し歯肉線維芽細胞のIL-6産生を誘導した。2.高グルコースはTACEを活性化しTHP-1マクロファージのsIL-6R
日本統計物理学史(不可逆過程論の展開(II))

本研究の目的は50年代から60年代のこの国に於ける不可逆過程論の展開について整理することであった。線形応答理論の歴史とその方法論上の事柄については、"Conceptual Developments of Non-Equilibrium Statistical Mechanics in the Early Days of Japan",Physics Report vol.262 no.5(1995),227-310として発表した。今回は、熱的摂動に関する研究の展開についてまとめた。今回特に注目して整理した部分は、熱的摂動をも取り扱うことのできる森(肇)の局所平衡理論に於ける時間スケールの違いを考慮する論点であった。50年代の初めまでは森は、巨視的な時間スケールと微視的な時間スケールの違いが不可逆性の起源であるとの立場をとって、独自の輸送現象理論を展開した。しかし、50年代後半になってからは輸送現象の量子論を展開する段階で森はそれまでの方法論の特徴を無視したとは言えないまでも軽視することとなった。このことには、彼が米国とドイツに留学したことが関係しているようである。50年代のこの国における研究方法論上の特徴は自然の階層性を明確に意識する弁証法的方法論であり、欧米のそれと大変に異なる研究内容を含んでいる。久保(亮五)の線形応答理論は形式的には力学的であり階層性を明確に意識する方法論ではない。熱的摂動に関する応答を問題にするときに久保亮五の線形応答理論の弱点が露呈した。この点を鋭くついた研究は糟谷(忠雄)が展開した。中野(藤生)は、線形応答理論の先駆者であり久保と異なる弁証法的方法論を展開してきた。その形式は、近年になって中野によって変分原理として整理された。中野と久保の方法論の違いは50年代にはあまり明瞭に意識されることがなかったようであったが、今日の不可逆過程論の課題からするとこの点を明確に提示することが大変に重要になってきている。
傾斜化プロセスを用いたミスト冷却素子の開発

現在の家庭用クーラーは、ヒートポンプと蒸発エンタルピーの大きなフロンガスなどの冷媒を利用したものが用いられている。フロンガスはオゾン層の破壊など地球環境に重大な影響を及ぼすことから代替冷媒物質の探求が行われているが、代替フロンガスといえども環境に与える影響は極めて大きいので新しい冷却システムの開発が求められている。そこで本研究では、冷媒として水ミスト、冷却素子としてフラクタル次元表面を有するヒートポンプから構成される新しい冷却システムを開発するための検討検討を行った。この方法は空気気流中のミストを加熱面に衝突させて伝熱促進を図る方法であるが、理論的には単相流に比べ約数倍の伝熱促進率を有する。この新しい方法の実現には、二つの技術的困難がある。一つは冷媒物質として用いる水のミストの粒子径を0.1μm以下とするミスト発生技術の確立であり、もう一つは表面積の極めて大きないわゆるフラクタル構造に近い表面を有するヒートポンプの作製技術の確立である。本研究の結果、ミストの発生にはレナード効果を用いることにより0.1μmあるいはそれ以下の粒子径の水ミスト発生装置を実現した。さらにフラクタル構造に近い表面を有する冷却素子の開発には傾斜化プロセスが極めて有効な方法であることが明かとなった。傾斜化プロセスを用いたことによって粒子の接触点数の傾斜化が行われ、結果として焼結後の素子の表面には粗粒、中粒、細粒の傾斜化と気孔のが実現できた。冷却素子の材種は、金属、セラミックスなど種々の材種を検討したがミストに対し冷却効率の高い材質の検討を今後も続ける必要がある。例えばCu/80/90/100の冷却素子の表面は1.64のフラクタル次元を有するが、試作した冷却機による評価実験から、この冷却素子を用いた場合にはミストによる冷却効率は単相流のそれと比較して約2倍以上の冷却効率が得られることが分かった。よって本研究によって示された傾斜化プロセスを用いた冷却素子の作製、水ミストの発生装置の開発並びに評価実験については、当初の目標を達成したものと考えられ、そして傾斜化プロセスを用いた冷却素子から構成される水ミストによる新しい冷却方式は極めて有望な技術と結論する。
開代数曲面の分類とその応用

対数的小平次元が1となる開代数曲面の構造定理を任意標数で確立し,その結果を用いることにより,非有理代数曲面の対数的多重種数と対数的小平次元の関係を明らかにした。また多項式環の高階導分の核に関して研究を行い,整域上の2変数多項式環の高階導分の核の構造を明らかにした。更に,これらの研究成果を用いて,ある種の対数的標準特異点のみを持つピカール数1の正規デルペッゾ曲面を分類し,そして,オイラー数が零以下となる正規アフィン代数曲面の構造を解明した。1.対数的小平次元が1となる任意標数の代数閉体上定義された開代数曲面に開して、そのような代数曲面の極小モデルを構成し、その対数的標準写像の解析を行った。その結果、その対数的標準写像は楕円曲線束、準楕円曲線束、射影直線束のいずれかを与えることを示し、それぞれの場合について対数的標準因子を記述することができた。更に、この結果を用いて、対数的小平次元が1の開代数曲面の代数的多々重種数を調べた。これらの結果は、対数的小平次元が零の非有理開代数曲面の構造に関する研究成果も付け加えて、現在論文執筆中である。2.長岡工業高等専門学校の高橋剛氏とともに、ピカール数が1となる正規デルペッゾ曲面に関して研究を行い、D.-Q. Zhang氏による高々商特異点しか持たない場合に関する結果を拡張しぎ特殊な場合にそのような曲面を分類した。3.新潟大学工学部の和田教宏氏とともに、HCF-環R上の2変数多項式環R「x.y」の高階導分による核について研究し、そのような核はR「x,y」でない場合はR上1つの元で生成されることを証明した。標数零のUFD上の2変数多項式環の微分の核についてのことをBerson氏とE1 Kahoui氏が証明しているが,我々の結果は彼らの結果の一般化となっている。この結果については現在、論文執筆中である。4.代数曲面上の理対化層が自明となる因子の随伴因子のD次元が非負であることとその2種数が正になることが1司値であるという酒井文雄氏の結果が基礎体の標数が正の場合にも成り立つことを証明した。現在、任意標数でのGorenstein正規代数曲面の分類理論の構築を試みている。今年度は任意標数での開代数曲面の対数的小平次元による分類に関する研究を中心とし、更にそこから派生する問題を研究し、次のような成果を得た。1.昨年証明した対数的小平次元が1となる開代数曲面の構造定理を用いて、非特異部分の対数的小平次元が1となる対数的アフィン代数曲面(高々対数的端末特異点のみをもつ正規アフィン代数典面)に対して、その非特異部分の対数的24種数が正になることを証明した。更に、非有理線織開代数曲面に対して、その対数的小平次元が非負であることとその対数的4種数が正であることが同値であることを証明した。これらの結果は基礎体の標数がゼロの場合では証明されているが、正標数でも同様の結果が成り立つことが分かった。これらの結果については、現在論文執筆中である。2.平成19年に構成した多項式環の局所有限高階導分による核の生成元を求めるアルゴリズムを用いることにより、多項式環の加法群による不変式環を求めるアルゴリズムを構成した。これは不変式環の有限成生性を仮定して更にグレブナ基底を求める計算を用いている谷本龍二氏の構成したアルゴリズムよりも計算効率が良いものとなっており、今後の応用が期待される。これらの結果は以前の結果と合わせて、伊藤裕規氏との共著論文として、Colloquium Mathematicumという学術雑誌に掲載予定である。3. UFD上のn変数多項式環Rの高階導分Dによる核の超越次数がn-1以上なら、その核の商体と、DをRの商体上の高階導分に拡張したものの核が等しくなることを証明した。これを用いて、UFD上の2変数多項式環の部分代数が有理高階導分の核として表わされるための必要十分条件を得た。今年度は次のような成果を得た。2.ピカール数1の正規デルペッゾ曲面について、その曲面が有理曲面で更に高々対数的標準特異点しか持たない場合は、その曲面の特異点の個数が5以下であることを証明した。この結果の証明の主要な部分には対数的宮岡-Yau不等式やK.Palka氏による正規Qホモロジー平面に関する最新の結果が用いられている。この結果については、以前に得られた結果と合わせて、高橋剛氏との共著論文として現在論文を執筆中である。

3.オイラー数がゼロ以下となる正規アフィン代数曲面について、その概極小モデルの構成方法や概極小モデルとして現れる開代数曲面の構造を調べることにより、そのような曲面は曲線上の一般ファイバーが複素アフィン直線または複素アフィン直線から1点を除いた曲線となるファイバー構造を持つことを証明した。更に、そのような曲面の非特異部分の対数的小平次元がゼロ以上になることとその対数的2種数が正になることが同値であることを証明した。今後はオイラー数が1となる正規アフィン代数曲面の非特異部分の対数的小平次元と対数的多重種数の関係を調べる予定である。
口腔顎顔面領域における感覚障害の再現性の高い客観的診断法の開発

SEP記録装置および刺激発生装置(電気刺激・空気圧刺激)を特注で新製し、数種類の刺激をランダムに発生させ、それぞれ加算平均できるようにした。健康な成人に対し、オトガイ神経支配領域にAδ・C線維を刺激する電気刺激を与えてSEPを記録し、10100msec付近と200500msec付近にそれぞれN1ーP1、N2-P2成分を記録することに成功した。今後は、空気圧を利用したAβ神経刺激由来のSEPの記録を開始し、加算平均回数を検討するところから検討する。さらに、Aδ・C線維/Aβ線維それぞれの健康成人の記録が終了次第、下顎骨骨切術を予定している患者に臨床応用し、術後や回復期の麻痺の定量化を行う。ヒトの三叉神経支配領域を刺激して得られる体性感覚誘発電位(SEP)の成分には、潜時10150msecの前期成分と潜時150250msecの後期成分に大別される。潜時10150msecの前期成分は、短潜時体性感覚誘発電位(short somatosensory evoked potential:SSEP)と呼ばれ、三叉神経領域の痛みを中枢に伝える神経系の一次中継核(三叉神経脊髄路核)から大脳皮質に至る過程に由来すると考えられているが、電位が微小であることや、痛みの強さと電位が相関しないことなどから、その臨床意義は未だ不明である。本研究では、このSSEPを詳細に解析してその臨床的意義を明らかとし、三叉神経支配領域のSEPを利用した感覚障害・神経疾患の客観的かつ定量的に評価する臨床検査法の確立を目指している。既存のものは1990年代に特注にてされたものであるが、故障につき再現できなかったため、このSEPの記録装置および刺激発生装置(電気)を新製するところから研究を開始した。PowerLab 4/35 PL3504・バイポーラリニアアイソレータBSI-950・デュアルバイオアンプFE135・脳波用皿電極NEー113A・PowerLab用記録・解析・制御PCを購入して、脳波記録装置と刺激発生装置を今回再構築した。現在は、この新装置を使用し、健常者でのオトガイ皮膚に電気刺激(痛み)を行い、得られたSEPおよびSSEPを解析している。研究計画では、CO2レーザー刺激による記録であったが、後の臨床応用を考慮し、だれでも簡単に刺激を再現できるように、まず電気刺激による刺激を行っている。既存の脳波測定機器(Neuro-pack-four mini, MEB-5304 Nihon Kohden, Japan)・電気刺激発生装置(SEN-3301; Nihon Kohden, Japan)・アイソレーター(SEN-1421; Nihon Kohden, Japan).・体性感覚誘発電位加算ソフト(MISASA製)システム一式が故障したため、修繕を要請するも機器が特注かつ古いため、設計図が日本光電に存在せず、新システムの立ち上げから研究を開始することになった。電気刺激発生装置およびアイソレーターは1988年頃より使用、脳波測定機器と誘発電位加算ソフトは2002年頃より使用している。また、研究に使用する刺激として、CO2レーザー(Lasery 15Z, Nippon Infrared Industries Co. Ltd, Kawasaki, Japan)を予定していたが、2002年頃より使用し、この機器も保証期間がすぎており、対象がヒトであること、また今後臨床応用が可能になった際に、誰でも簡単に取り扱いが可能な電気刺激を新たに採用することとした。これにより、電気刺激発生装置およびアイソレーターも新製した。PowerLab 4/35 PL3504・バイポーラリニアアイソレータBSI-950・デュアルバイオアンプFE135・脳波用皿電極NEー113A・PowerLab用記録・解析・制御PCを購入し、システムを再構築した。現在は、この装置の動作確認を行っており、実際に被験者(患者)に施行するまでに時間を要している。末梢感覚神経を刺激すると頭皮上より誘発電位(SEP)が記録される。1947年にDawsonが下肢を刺激して頭皮上からSEPを記録することに成功して以来、多くの研究者によって電気刺激、機械的刺激、レーザー刺激など様々な刺激方法を用いた研究が行われ、その結果、SEPは四肢や体幹では、感覚障害・神経疾患を客観的かつ定量的に評価する臨床検査法として確立されるに至っている。われわれは、ヒトの歯を電気刺激して得られる(三叉神経支配領域)SEPの潜時150250msecの後期成分に着目して、三叉神経領域の広範囲侵害抑制性調節(Diffuse Noxious Inhibitory Control : DNIC)に関する研究を行ない、この後期成分は大脳皮質での痛みの認知過程を反映することや、痛みの強さと電位が相関することを明らかとした。しかしながら、三叉神経支配領域では、未だSEPを利用した臨床検査法は確立されていない。そこで今回われわれは、より簡便にSEPの検査を行うことができ、知覚神経障害に対し麻痺の程度を定量化するために、オトガイ皮膚を刺激することでSEPを記録し、臨床応用に向けて研究を行った。H27年度は、脳波記録装置および刺激発生装置の新製を行った。この装置を利用し、健康成人におけるオトガイ皮膚への電気刺激により得られるSEPを記録した。H28年度は、空気の圧縮によって皮膚を触ることなく刺激することができる装置を導入し、Aβ単一刺激によるSEPの記録を試みた。

空気の圧縮による刺激は、強度が微弱なため、SEPを十分に得るには加算回数(刺激回数)を多くする必要があり、現在は、この回数を決定する研究を続行中である。健康成人によるSEPの記録方法が確立次第、三叉神経支配領域の麻痺患者に臨床応用を行っていく予定である。SEP記録装置および刺激発生装置(電気刺激・空気圧刺激)を特注で新製し、数種類の刺激をランダムに発生させ、それぞれ加算平均できるようにした。健康な成人に対し、オトガイ神経支配領域にAδ・C線維を刺激する電気刺激を与えてSEPを記録し、10100msec付近と200500msec付近にそれぞれN1ーP1、N2-P2成分を記録することに成功した。今後は、空気圧を利用したAβ神経刺激由来のSEPの記録を開始し、加算平均回数を検討するところから検討する。さらに、Aδ・C線維/Aβ線維それぞれの健康成人の記録が終了次第、下顎骨骨切術を予定している患者に臨床応用し、術後や回復期の麻痺の定量化を行う。27年度の計画である、疼痛刺激によるSEPの記録を現在も実行中である。加えて、今年度は、疼痛・圧感覚・温度感覚を刺激しない、触刺激のみを発生できる装置を開発する予定である。触刺激のみの発生で、Aβ線維を純粋に刺激できると考えられ、圧縮空気による刺激を考案中である。刺激発生装置は、バイオリサーチセンターに委託予定であり、この装置は27年度に新製したSEPの記録装置に簡単に連動させることが可能である。本研究の特色・独創的な点は、得られたSEPを三叉神経のAδ線維、C線維, Aβ線維についてそれぞれ個別に詳細に解析することによって、その臨床的な意義を解明することにある。Aδ・C・Aβ線維のどの線維に由来したSEPかを分析するために、伝導速度と(刺激部位ー三叉神経脊髄路核)間の距離から算出し、特定する。刺激部位ー三叉神経脊髄路核間の距離は、被験者の頭頸部セファログラム側面像および実測値を参考に算出する。三叉神経脊髄路核は、橋-延髄、あるいは橋の下部から第3頚髄にかけて下方に長く伸びているため、被験者の頭頸部セファログラム側面像第3頚椎を指標とする。これまで、智歯抜歯後、インプラント埋入後、下顎枝矢状分割術後などに生じる下歯槽神経麻痺やオトガイ神経麻痺などの神経麻痺や、神経障害性疼痛の評価は、患者の申告に基づく主観的検査法に頼ることなく、三叉神経領域の神経麻痺や神経障害性疼痛の再現性の高い客観的かつ定量的評価法を確立し、臨床応用を目標にする。歯科麻酔学
延髄・上部頚髄呼吸性ニューロンに対する大脳性入力の解析

平成5年度6年度にわたる研究により脳幹・脊髄呼吸神経機構に対する大脳性入力の作用を微小電気刺激法および組織学的方法により解析し,重要な知見を得ることができた.初年度はネコの皮質脊髄路線維による下行性接続について解析し,大脳皮質運動野または大脳脚を微小電気刺激(100μA以下)することにより,頚髄呼吸性ニューロンおよび横隔膜運動ニューロンに潜時の早い促通効果とそれに引き続く抑制効果があることを明らかにした.赤核脊髄路線維の下行性入力の呼吸性ニューロンに対する作用はほとんど認められなかった.数例で横隔神経発射に弱い促通効果のみが認められた.次年度はこの大脳からの下行路の接続に関し組織学的裏付けを行なった.ネコ大脳皮質の感覚運動野に標識物質(PHA-L)をガラス微小電極を用いて微量注入し,標識線維の走行の有無を調べた.注入と反対側の上部頚髄の蛋白質中間帯外側および下部頚髄の蛋白質中間帯および横隔神経核前角に標識線維が分布しているが確認された.これらの研究成果から,脳幹から脊髄にまたがる呼吸神経機構に対して,大脳性入力としては特に皮質脊髄路線維による下行性入力が重要であることが示唆された.平成5年度6年度にわたる研究により脳幹・脊髄呼吸神経機構に対する大脳性入力の作用を微小電気刺激法および組織学的方法により解析し,重要な知見を得ることができた.初年度はネコの皮質脊髄路線維による下行性接続について解析し,大脳皮質運動野または大脳脚を微小電気刺激(100μA以下)することにより,頚髄呼吸性ニューロンおよび横隔膜運動ニューロンに潜時の早い促通効果とそれに引き続く抑制効果があることを明らかにした.赤核脊髄路線維の下行性入力の呼吸性ニューロンに対する作用はほとんど認められなかった.数例で横隔神経発射に弱い促通効果のみが認められた.次年度はこの大脳からの下行路の接続に関し組織学的裏付けを行なった.ネコ大脳皮質の感覚運動野に標識物質(PHA-L)をガラス微小電極を用いて微量注入し,標識線維の走行の有無を調べた.注入と反対側の上部頚髄の蛋白質中間帯外側および下部頚髄の蛋白質中間帯および横隔神経核前角に標識線維が分布しているが確認された.これらの研究成果から,脳幹から脊髄にまたがる呼吸神経機構に対して,大脳性入力としては特に皮質脊髄路線維による下行性入力が重要であることが示唆された.本年度は,全身麻酔下のネコを用いた動物実験により,従来ほとんど未解明のまま残されてきた脳幹-脊髄呼吸神経機構に対する大脳性入力の作用について,主として神経生理学的手法を用いて明らかにしようとした。これまでに得られた知見は以下にまとめられる。1.皮質脊髄路線維による下行性接続:大脳皮質運動野(前肢領域)を露出し,銀ボール電極による単極電気刺激(矩形波パルス,0.5-1.0mA)又は大脳脚(脳図譜A6-A8レベル)に双極タングステン電極を刺入し,微小電気刺激(0.1-0.4mA)を行った。両者の刺激効果は類似しており,刺激と反対側の頸髄呼吸性ニューロン(C_1髄節)および横隔膜運動ニューロン(C_5髄節)の発射活動に潜時5-7m秒で生じる早い促通効果とその後約50m秒つづく抑制の2相性の効果が観察された。この場合,延髄のVRG(腹側呼吸性ニューロン群)の呼息性ニューロン発射には抑制効果のみが観察された。2.赤核脊髄路線維による下行性接続:双極タングステン微小電極を赤核(A3.5レベル)内に刺入し微小電気刺激(0.2-0.8mA)を行い,大脳脚の場合と同じ方法で延髄,脊髄呼吸性ニューロン活動に及ぼす効果を観察した,単発刺激ではほとんど効果は認められず,連発刺激(2-3発,2m秒間隔)の場合のみ,横隔膜運動ニューロン活動に弱い促通性効果が認められた。延髄および上部頸髄の呼吸性ニューロンに対しては連発刺激によっても効果は観察されなかった。昨年度までの研究で,我々は大脳からの下行路のうち,皮質脊髄路線維の顎髄呼吸性ニューロンおよび横隔膜運動ニューロンに対する接続様式について微小電気刺激法により明らかにした.本年度は,この大脳からの下行路の接続に関し,組織学的裏付けをすると共に,赤核脊髄路の下行性接続についても比較検討した.ネコ大脳皮質の一側のSM野(sensory motor area)に順行性標識物質のPHA-L(2.5%)をガラス微小電極にて微量(1μl)注入し,17日33日後に脊髄薄切片を作製し,ABC法にて反応を行ない,標識線維の有無を調べた.PHA-L注入後1720日後の例では,注入と反対側の上部顎髄(C_1-C_2)の後角基底部から灰白質中間帯外側部(Rexed VII層)に標識線維が認められ,その軸索終末枝と思われる線維が,呼吸性ニューロンの局在する外側部まで分布しているのが確認された.PHA-Lを注入後2533日の例で調べた下部頸髄(C_5-C_6)では,同様に後角基底部の内側部から灰白質中間帯(Rexed VII層)に終末線維が分布していた.また数例では,軸索線維が前角にまで伸び,横隔膜神経核まで達しているのが確認された.

皮質脊髄路線維との比較のため,赤核に微小電極を刺入し,微小電気刺激(100μA以下)をしたが,延髄および脊髄の呼吸性ニューロンにはほとんど促通または抑制性効果は認められず,数例で横隔神経発射に弱い促通効果のみが認められた.これらの研究成果から,脳幹から脊髄にまたがる呼吸神経機構に対して,大脳性入力としては特に皮質脊髄路線維による下行性入力が重要な役割を果していることが示唆された.
英国ロマン主義における「近代」の誕生と明治日本における「西欧近代」の受容と変容

申請者は平成13年度から14年度にかけて、西欧(特に英国)ロマン主義と明治浪漫主義との比較文学的研究を進めてきた。本研究では、西欧の様々な文学運動が移植され始めた明治20年代にロマン主義を積極的に受容し、その精神を体現することを試みた若き青年文学者達のグループ、「文学界」同人に注目した。彼等は、因習に囚われない真の「個人」の確立を目指し、「個人」の内面を描くことのできる新しい文学表現を模索した。それが、彼等が理解するところの「西欧近代」であり、西欧ロマン主義だったからである。だが彼等の多くは、西欧近代とロマン主義のどちらをも真に理解していたとは言い難い。日本と比して最も顕著な「西欧」の異質性を鋭敏に感じ取っていたのは、「文学界」同人のうちで唯一人、北村透谷のみであった。明治20年代半ば、5年に満たない執筆活動期間のうちに書き綴られた透谷の評論の多くは、日本と西欧との本質的差異への深い洞察に基づいたものである。西欧的思考を特徴づける超越的・形而上学的志向性が、西欧を西欧たらしめている核であることを透谷は察知していた。彼は、西欧ロマン主義に顕著な超越への志向性に触れることにより、西欧そのものの本質をも把握したのである。だが結局透谷はその短い生涯において、「西欧」を自らの言語のうちに具現化し、西欧的超越性を血肉化することは出来なかった。透谷の評論には、日本語という非西欧語の中で超越への志向性が変容させられてゆくプロセスが先鋭的に顕れている。本研究によって明らかになった透谷における西欧的思考の変容(或いは挫折)は、今後の比較文学的研究、近代日本研究、また「日本とは何か」という問いにおいても、有益な示唆をもたらすものであろう。申請者は平成13年度、明治文学、特に明治浪漫主義文学を中心に研究を進めてきた。19世紀半ば以来、圧倒的な勢いをもって流入してきた西欧近代思潮は、明治期の「文学」にも決定的な影響を与えた。西欧思潮の輸入が、現在にまで続く日本の「文学」制度を形づくったと言っても過言ではない。様々な文学運動が次々と移植され始めた明治20年代、西欧(特に英国)ロマン主義を積極的に受容し、その精神を日本語によって表現しようと試みたのが、文芸雑誌「文学界」であった。「文学界」同人の北村透谷、島崎藤村、星野天知、平田禿木、戸川秋骨、馬場孤蝶らは、書物だけではなく、キリスト教会や英米人教師を通じて知った「西欧」に憧れ、そのロマン的精神を生きようとした青年達であった。.各人におけるロマン主義の受容と変容の過程はそれぞれに興味深いが、本研究では初期「文学界」の理論的指導者であった北村透谷に焦点を絞る。明治26年の「文学界」創刊後わずかに1年、26才で命を絶った透谷を、明治日本における西欧思潮の受容と変容のドラマを体現する典型例として本研究の中心に据えるのは、故無きことではない。執筆活動期間5年に満たない透谷だけが「文学界」同人の中で唯1人、日本と比して最も顕著な「西欧」の異質性-すなわちその形而上性-に気づいていたと思われるからである。西欧を西欧たらしめているとでも言うべき形而上的思考を、透谷は自らのうちに移植し、それを自らの言語(日本語)において具現しようと苦闘した。「文学界」に発表された数々の透谷の評論には、西欧と日本の衝突が尖鋭的に顕れている。来年度の研究では、西欧の受容・変容のプロセスが最もダイナミックかつドラマティックに顕現するトポスとしての北村透谷に、より詳細な検討を加えることとしたい。

本研究によって明らかになった透谷における西欧的思考の変容(或いは挫折)は、今後の比較文学的研究、近代日本研究、また「日本とは何か」という問いにおいても、有益な示唆をもたらすものであろう。
縦励起ニッケル様軟X線レーザー

本研究では、申請者が提案した過渡利得縦励起軟X線レーザー方式を実証するべく、(1)利得を最大化するターゲットの設計計算を行い、(2)実験用ターゲットチェンバー及び分光器を用いた予備実験を行った。その結果、以下の新たな知見を得るに至った。(a)設計計算を行った結果、ターゲットの電子密度分布が導波路状になっている必要があることを示した。またその候補としてキャピラリーターゲット及びdual slabターゲットを提案し、それぞれのターゲットの長所と短所を明らかにした。(b)以上の設計計算を元に、新たに複数のプレパルスを用いたプラズマ導波路生成方法を提案し、縦励起軟X線レーザーターゲットとしての有効性を計算により示した。このターゲットの長所は(1)様々な電子密度の導波路が生成可能である、(2)必要となる励起光エネルギーがキャピラリーターゲットと比較して少ない、そして(3)従来の線状集光光学系に基づいているため、実験的に容易である。(c)縦励起ニッケル用モリブデン軟X線レーザーを例に、プラズマ導波路ターゲット中における利得分布の時間的・空間的変化を計算した。その結果、利得係数の減少に最も影響する因子として励起光と軟X線レーザービームとの間の伝搬速度の違いであることを初めて明らかにした。(d)本研究で設計・製作したターゲットチェンバー及び分光器と東京大学物性研究所の所有するピコ秒高出力Nd:ガラスレーザーシステムを用い、予備実験を行った。その結果、縦励起生成レーザープラズマから長さ10mm程度のジェット状の可視波長域発光を観測した。この発光は励起光強度が5×10^<14>7×10^<14>W/cm^2という限られた照射条件下でのみ観測されている。このような現象は過去に報告は無く、そのメカニズムの解明は今後の課題であり、物理的にも非常に興味深い。1.縦励起ニッケル様モリブデン軟X線レーザー用ターゲットの最適設計(1)光線追跡コードを開発し、1次元流体シミュレーションコードの結果と組み合わせることにより、縦励起軟X線レーザーターゲットの最適設計を行った。(2)一般的なスラブ型ターゲットの場合、縦励起光はプレプラズマ中を100μm程度しか伝播できないことを明らかにした。(3)2つの薄膜ターゲットを100μm間隔で設置したdual membraneターゲットを提案した。しかしこの場合、それぞれの薄膜から生成したプラズマの衝突により電子密分布に凹凸が生じ、縦励起レーザー光が複数のbeamletに分割してしまうことを明らかにした。(4)以上の計算から、導波路状の電子密度勾配を生成するターゲットが不可欠であることが判明した。本研究では口径500μmのcapillaryターゲットが有効であることを示し、軟X線レーザー増幅実験への使用に最適と判断した。2.スラブ型ターゲットに作られたプレプラズマ中のピコ秒縦励起レーザー光伝播(予備実験)(1)スラブ型モリブデンターゲットプラズマによる縦励起レーザー光の吸収率を測定したところ、プレプラズマがなくても70%を越える大きな吸収率が観測された。これはレーザーパルスの先頭部分によりプレプラズマが生成されたためと考える。(2)透過縦励起レーザー光の横モードをCCDカメラにより観測した結果、プレプラズマによる縦励起光の湾曲が観測された。またこの結果をシミュレーションで再現したところ、実験結果との良好な一致が確認された。(3)可視波長城における縦励起プラズマからの発光をCCDカメラで観測した。その結果、数ミリメートルの長さのジェット状発光が観測された。このような長いジェットの報告はこれまでに無く、縦励起という特異な実験配置に起因する新たな現象が観測されたと考える。この現象の発生メカニズムは、まだ解明されていないが、それだけに関連する物理が非常に興味深い。

この発光は励起光強度が5×10^<14>7×10^<14>W/cm^2という限られた照射条件下でのみ観測されている。このような現象は過去に報告は無く、そのメカニズムの解明は今後の課題であり、物理的にも非常に興味深い。