hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
中世ヨーロッパにおける超自然現象の認識：中世後期の英文学を中心に

イングランドを中心とした、中世ヨーロッパの様々な言語やジャンルの作品における超自然現象の記述にあたり、当時の人々が、古代からの知識に基づきつつ、自分たちの理解の範疇外にある出来事をいかに記述し受容してきたかを分析した。不可思議な物事を語る際には、様々な語りの手法や工夫があり、何を主眼とするかによる記述の変化も見られた。古代からの知識の継承に従い、情報が複雑化して発展していく様子がわかり、当時の知的活動の一端が明らかになった。本研究は、中世ヨーロッパの人々が、西洋古典の影響を受けつつ、自らの理解の範疇外にある出来事をいかに記述してきたかを分析し、そこから当時の人々の認識や精神性を解明しようとするものである。本年度はまず、14世紀の架空の旅行記である『マンデヴィルの旅行記』という作品の複数ある版のうち、これまでほとんど注目されてこなかった二つの版を取り上げ、主流となっている版と比べてどのような変化がおこっているかを論じた。その中で、驚異の語り方や他者への態度、という点も注目したが、それが、本研究の主眼である、中世ヨーロッパの人が自らの理解の範囲外にある物事をいかに受容したか、という点と関わってくる。具体的には、取り上げた二つの版は、全体的にキリスト教道徳観の濃い記述となっており、超自然現象の理解の一つに、それを神がなした業とし解決を図ろうとするアプローチがあったことが認められた。これ以外に、2012年度にドイツで行った学会発表に基づき、古代から中世のアマゾン族のイメージの変遷について、「幻想」という面を意識して分析を進めた。その結果、他者であるアマゾン族を、自らと比べどのように描写するか、という点が、古典時代に比べ中世では多様化していることがわかった。自らの理解の範囲外の存在を、疎外する方向で進む場合や、取り入れる方向で進む場合、相対的にとらえる場合などがあり、十字軍など、現実世界での歴史的要素も影響していることがうかがえた。この結果をまとめた論文は2014年度初めに刊行された。以上が本年度の研究成果の内容だが、その意義と重要性は、これまで注目されてこなかった作品を含む多くの作品を取り上げ、広い視野の中で、超自然現象の認識の具体例を示し、中世人の精神性の一端を具体的な記述から明らかにしたことにある。本年度は、超自然現象の中でも、「驚異」がどの様に認識されていたかを中心に調べた。まず、「驚異」の一例として、アマゾン女族を取り上げ、そのイメージが古代から中世にかけてどの様に変化し、中世の驚異認識の一端をどの様に示しているかを、他者との接触による知識や認識の形成という点と絡めて分析した。学術的な意義や重要性としては、研究が進んでいないアマゾン女族の中世でのイメージを紹介した事や、時間的・地理的他者双方の影響を考慮にいれた事があげられるが、それ以外に実践面として、成果を主に理系の研究者の前で発表した為、専門用語を避け、なるべく万人に分かる様まとめた事で、限られた範囲だけに開かれがちな研究を、より多くの者へ発信していける道が開けた事も挙げられる。それ以外に、12世紀の地誌をとりあげ、一見驚異に対して相対的な視点をもっているかのような記述が含まれるが、実際には自分達の優位性を示す為にその様な記述をしていると指摘した。これにより、同様の記述でも、作品全体の文脈により、大きく意図が異なる事を示し、今後の驚異研究の注意点を示す事ができた。また、2011年に学術雑誌に応募した論文が採択され、2012年末に刊行された。西洋中世の驚異認識が相対的だという事は以前から数人の海外研究者による指摘がなされていたが、本論ではその事を、古典の例からの変遷を分析し、具体例を持って示すと共に、それが物体と性質とを分けて考えるというより高度な認識力の現れだという新たな分析を示した。国内外の英文学者、中世学者は勿論の事、人類学者、社会学者等にも抜刷を送付し、有益な示唆を受ける事ができたので、今後の研究に活かしていきたい。本研究は、中世ヨーロッパの人々が、西洋古典の影響を受けつつ、自分たちの理解の範疇外にある出来事をいかに記述してきたかを分析し、そこから当時の人々の認識や精神性を解明しようとするものである。本年度の主な研究対象は、『東方の驚異』と呼ばれる古英語及びラテン語の散文である。この作品は、現存する写本3点全てにおいて、豊富に挿絵がつけられているのが特徴であり、美術史的側面から取り上げられることはあっても、従来文学として取り上げられることは少なかった。9月にロンドン大学で行われた国際学会で発表を行い、この文献が、超自然現象を当時の人が理解するための一助として、現在でいう図鑑のような役割を果たすものとして編纂された可能性を、現存する写本および先行文献との比較により論じた。この発表を基に論文を執筆し、学術雑誌Poetica(査読あり)へ投稿し、採録が決定した(2015年6月に刊行予定)。従来注目されることの少なかったこの作品の新たな役割を論じ、当時の人々の超自然現象の受け取り方の一考察としたことに異議及び重要性が認められる。

なお、これ以外に、前年度の研究成果の一部である、古代から中世のアマゾン族のイメージの変遷についてまとめた論文が、論文集に収められ、年度初めに刊行された。研究者だけでなく、一般読者をも対象にした書籍に収録されたため、より幅広い層へ研究成果を還元することができたといえる。また、本研究と関係も深く、分担研究者として関わった、中東とヨーロッパの驚異譚の比較研究に関する科学研究費プロジェクトの結果をまとめた書籍へも寄稿し、現在編集の最終段階にある。最終年度には、超自然現象を多数記述している作品『東方の驚異』が、図鑑のように、他作品を読む際に助けとして制作されたものである可能性を指摘した。従来この作品は文学として取り上げられることが少なく、その価値も認められてこなかったが、物語としての流れではなく、そこに含まれている情報に価値があると指摘し、作品の再評価を促した。また、共同研究者として参加していたプロジェクトの成果をまとめた著作へ二本論文を寄稿した。一点目は驚異と旅行記との関わりについて分析し、二点目は東洋に生息するとされていた怪物蟻のイメージの変遷を追った。特に怪物蟻は一般にあまり知られていなかったため、一般読者からの反響が大きく、古典の知識の継承の形を学界のみならず一般読者まで広められた。著作全体も高く評価された。学会発表では、本研究で取り上げる重要作品の一つである『マンデヴィルの旅行記』を、当時の英仏の関係という歴史的文脈から読み解き、作品の中にイングランドの国民意識の芽生えが見られることを示した。超自然現象を語る際に重要な辺縁を相対的に捉える考えは、伝統的に世界の辺縁に位置するとされてきたイングランドの見直しと繋がるため、作品中で重要な役割を果たしたといえる。これは、『マンデヴィルの旅行記』研究の新たな知見ともなると考えられる。最後に、古代中世の動物譚における鷲とフェニックスのイメージの変遷についての論文を執筆し、平成28年の出版に向けて作業中である。ここには、従来の考えを覆すような新たな発見も含まれている。研究期間全体を通しての成果は、超自然現象を語る際の語りの手法や工夫、当時の人々の不可思議な物事への反応と考察、受容の様子等により、当時の人々の認識や精神性が窺えたことにある。また、古代からの知識の継承に従う情報の複雑化を具体的に示し、中世が古代に比べ、発展した面もあることを示した。イングランドを中心とした、中世ヨーロッパの様々な言語やジャンルの作品における超自然現象の記述にあたり、当時の人々が、古代からの知識に基づきつつ、自分たちの理解の範疇外にある出来事をいかに記述し受容してきたかを分析した。不可思議な物事を語る際には、様々な語りの手法や工夫があり、何を主眼とするかによる記述の変化も見られた。古代からの知識の継承に従い、情報が複雑化して発展していく様子がわかり、当時の知的活動の一端が明らかになった。本年度は、当初の予定では、昨年度に引き続き、超自然現象を理解する際のスコラ学の関わりを、特に「奇跡」の理解に重点をおいて追求する予定だったが、具体的な分析結果をまとめて発信することはできなかった。しかし、2年にわたる資料収集・分析を通して、スコラ哲学単体で結果をまとめるのではなく、そこでの分析結果を、ほかの作品の分析に生かすという形のほうがより本研究に適しているのではないかと考えるようになった。さらに、国際学会での発表と査読ありの学術雑誌への寄稿もあり、超自然現象の受容と当時の人間の精神性のあり方を分析するという研究の大枠から言えば、順調に進んでいるといえる。
食事摂取を促すことを目的とした、食前に実施する手浴の効果の検証

本研究では、食前に実施する手浴(指先から手首までを湯に漬ける一連の行為)が生体に及ぼす効果を、自律神経活動や食事摂取量の観点から明らかにし、食事摂取を促すための新たな看護技術としての、手浴の有効性を検討することを目的としている。平成30年度は、健康な大学生を対象として、手浴が自律神経活動、唾液量等に及ぼす影響を明らかにすると共に、安全で確実な手浴方法(温度、時間)を検討することとしていた。当初の計画では、被験者は、女子大学生のみを対象とすることを考えていた。しかし、月経周期が自律神経活動へ影響する可能性が考えられたため、より正確に手浴の効果を明らかにするために男子大学生のみを対象とすることとした。また、手浴方法は、石けんでの洗浄やマッサージ等を手浴中は行わずに、椅子に座った状態で、手首までを湯に10分間漬けるという方法を考えていた。しかし、臨床現場で実際に実施している手浴方法(手を石けんで洗浄し、湯に漬けるのは5分程度である)と乖離してしまうため、確実に実施できる手浴方法の再検討を行った。被験者および手浴方法の再検討に時間を要したため、計画に多少の遅れが生じている。しかし、すでに新しい実験計画で、所属機関の倫理審査会の承認を受け、実験を開始しており、現在、9名の被験者のデータ収集が終了している。今後の予定として、20名程度の被験者のデータ収集を目指しており、引き続き、実験を継続していく予定である。被験者および手浴方法の再検討に時間を要したため、計画に多少の遅れが生じた。現在、実験が開始となっているため、引き続き被験者を募集し、データを蓄積していく。平成31年度は、被験者を健康な高齢者とし、同様の手浴方法で実験を実施する予定である。現在行っている実験のデータ分析が終わり次第、次の実験に進めるように、倫理審査の準備を進める。前倒し支払請求を行ったため、次年度使用額としてわずかに残った。平成30年度に、実験に必要となる物品は購入できたため、それを活用し、平成31年度に計画している実験を実施していく。
インプラントクラウン・ブリッジにおける咬合接触状態の評価基準の確立

口腔インプラントには歯根膜が存在しないため,生理的な沈下は生じない.したがって,より形態的かつ機能的に調和した咬合を付与する必要がある.目標となるべき健常有歯顎者の咬合接触状態を詳細に検討することで,口腔インプラントに付与すべき咬合接触状態の評価基準を確立することを目的とした.被検者は健常有歯顎者10名を選択し,下顎各臼歯を被検歯とした.被検者に中等度および最大咬みしめを行わせ,金属フレームと咬合採得材(GN-I CADシリコーン,ジーシー社製)を用いて,咬頭嵌合位においてシリコーンバイトを採得した.シリコーンバイトの上下顎印象面は,非接触三次元形状計測装置(SURFLACER VMS-250R,UNISN社製)を用いて計測した.咬合力は咬合力測定用感圧フィルム(デンタルプレスケール,50H,タイプR,富士フイルム社製)と専用解析装置(オクルーザー,FPD-705,富士フィルム社製)を用いて測定した.咬合力測定用感圧フィルム上の発色部位と形態から,咬合力がどの咬合接触域に作用したものかを同定した.咬合接触域に含まれる点群から発生させた法線ベクトルを合成し,傾斜方向を求め,作用する咬合力を大きさとした三次元咬合力ベクトルを求めた.各歯の咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメント,合力軸の傾斜方向について解析を行った.咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは小臼歯に比べて大臼歯で大きい傾向を示した.合力軸の傾斜方向は,矢状面観においても前頭面観においても,咬合平面に対してほぼ垂直であった.咬みしめ強度の増加に伴い,咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは有意に増加した.しかし合力軸の傾斜方向には大きな変化はなかった.口腔インプラントに咬合接触を付与する際にも同様の咬合接触を付与すべきであると考える.口腔インプラントには歯根膜が存在しないため,生理的な沈下は生じない.したがって,より形態的かつ機能的に調和した咬合を付与する必要がある.目標となるべき健常有歯顎者の咬合接触状態を詳細に検討することで,口腔インプラントに付与すべき咬合接触状態の評価基準を確立することを目的とした.被検者は健常有歯顎者10名を選択し,下顎各臼歯を被検歯とした.被検者に中等度および最大咬みしめを行わせ,金属フレームと咬合採得材(GN-I CADシリコーン,ジーシー社製)を用いて,咬頭嵌合位においてシリコーンバイトを採得した.シリコーンバイトの上下顎印象面は,非接触三次元形状計測装置(SURFLACER VMS-250R,UNISN社製)を用いて計測した.咬合力は咬合力測定用感圧フィルム(デンタルプレスケール,50H,タイプR,富士フイルム社製)と専用解析装置(オクルーザー,FPD-705,富士フィルム社製)を用いて測定した.咬合力測定用感圧フィルム上の発色部位と形態から,咬合力がどの咬合接触域に作用したものかを同定した.咬合接触域に含まれる点群から発生させた法線ベクトルを合成し,傾斜方向を求め,作用する咬合力を大きさとした三次元咬合力ベクトルを求めた.各歯の咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメント,合力軸の傾斜方向について解析を行った.咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは小臼歯に比べて大臼歯で大きい傾向を示した.合力軸の傾斜方向は,矢状面観においても前頭面観においても,咬合平面に対してほぼ垂直であった.咬みしめ強度の増加に伴い,咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは有意に増加した.しかし合力軸の傾斜方向には大きな変化はなかった.口腔インプラントに咬合接触を付与する際にも同様の咬合接触を付与すべきであると考える.これまでにインプラントに関する力学的研究は多く報告されているが,実際の口腔内における咬合接触状態を三次元的に解析したものは見当たらない.インプラントには歯根膜が存在しないため,生理的な沈下は生じない.そのため,より詳細な咬合接触状態を明らかにする必要があると考えられる.そこで従来の三次元咬合検査法を改良し,シリコーンバイトの三次元咬合接触データと感圧フィルムの咬合力から三次元咬合力を求め,解析することとした.第一段階として方法を確立させる必要があり,顎口腔系に自覚的,他覚的に機能障害を認めず咬頭を被覆する修復処置のない健常有歯顎者5名を被検者として選択した.被検者に最大随意咬みしめを行わせ,金属フレームと咬合採得材(GN-I CADシリコーン,ジーシー社製)を用いて,咬頭嵌合位においてシリコーンバイトを採得した.シリコーンバイトの上下顎印象面を非接触三次元形状計測装置(SURFLACER VMS-250R,UNISN社製)を用いて形状計測し,上顎咬合平面を基準平面とし基準座標を設定した.咬合力は咬合力測定用感圧フィルム(デンタルプレスケール,50H,タイプR,富士フィルム社製)と専用解析装置(オクルーザー,FPD-705,富士フィルム社製)を用いて測定した.

シリコーンバイトと感圧フィルムから各咬合接触面に作用した咬合力を同定した.咬合接触面に含まれる点群から法線ベクトルを求め,作用する咬合力を大きさとした三次元咬合力ベクトルを作成した.解析には,剛体の多点に様々な大きさと方向で作用する力を一軸上の合力と軸周りのモーメントとして表現できるwrenchの方法を用いた.その結果,三次元咬合力ベクトルの合力と軸周りのモーメントは大臼歯で大きく,傾斜方向では,第一小臼歯で近心頬側に,第二小臼歯以後では近心舌側に傾斜する傾向を示した.シリコーンバイトの三次元咬合接触データと感圧フィルムの咬合力から三次元咬合力を求めることができた.現在,評価基準確立のため健常有歯顎者の解析をすすめているところである.口腔インプラントには歯根膜が存在しないため,生理的な沈下は生じない.したがって,より形態的かつ機能的に調和した咬合を付与する必要がある.目標となるべき健常有歯顎者の咬合接触状態を詳細に検討することで,口腔インプラントに付与すべき咬合接触状態の評価基準を確立することを目的とした.被検者は健常有歯顎者10名を選択し,下顎各臼歯を被検歯とした.被検者に中等度および最大咬みしめを行わせ,金属フレームと咬合採得材(GN-I CADシリコーン,ジーシー社製)を用いて,咬頭嵌合位においてシリコーンバイトを採得した.シリコーンバイトの上下顎印象面は,非接触三次元形状計測装置(SURFLACER VMS-250R, UNISN社製)を用いて計測した.咬合力は咬合力測定用感圧フィルム(デンタルプレスケール,50H,タイプR,富士フィルム社製)と専用解析装置(オクルーザー,FPD-705,富士フィルム社製)を用いて測定した.咬合力測定用感圧フィルム上の発色部位と形態から,咬合力がどの咬合接触域に作用したものかを同定した.咬合接触域に含まれる点群から発生させた法線ベクトルを合成し,傾斜方向を求め,作用する咬合力を大きさとした三次元咬合力ベクトルを求めた.各歯の咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメント,合力軸の傾斜方向について解析を行った.咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは小臼歯に比べて大臼歯で大きい傾向を示した.合力軸の傾斜方向は,矢状面観においても前頭面観においても,咬合平面に対してほぼ垂直であった.咬みしめ強度の増加に伴い,咬合接触点数,咬合接触面積,合力,合力軸周りのモーメントは有意に増加した.しかし合力軸の傾斜方向には大きな変化はなかった.口腔インプラントに咬合接触を付与する際にも同様の咬合接触を付与すべきであると考える.
非アルコール性脂肪肝に対する表面電気刺激の効果の検討

当該年度の実施予定であった研究計画は臨床研究法に該当したため、予定した研究は実施ができず、翌年度に実施するための準備を行った。そのため非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD: non-alcoholic fatty liver disease)患者に対して行った先行研究のマイオカインの追加解析を行った。【目的】神経筋電気刺激一つであるHybrid Training System(HTS)が肝脂肪量、インスリン抵抗性に与える影響を調査し、骨格筋から分泌されるマイオカインや肝臓から分泌されるセレノプロテインPへのHTSが与える影響を調査することである。【方法】NAFLD患者をHTS群9人、コントロール(CON群)9人の2群に分けた。被験者は30分/回、週3回、6週間の歩行運動を行った。運動前後に肝脂肪量に関してはCAPを用いて、またインスリン抵抗性の評価にはHOMA-IRを用いた。血清マイオカイン(IL-6)、セレノプロテインPを計測した。統計解析にはWilcoxonの順位和検定を用いた。【結果】運動前後でCAPは両群間に有意な差は認めなかった。HOMA-IRはCON群と比較してHTS群で有意に改善を認めた(-0.81±0.81 vs.-0,17±0.49; P<0.05)。IL-6はCON群と比較してHTS群で有意に減少した(-0.38±0.79 vs. 0.44±0.10pg/mL; P<0.05)。さらには、セレノプロテインPはCON群と比較して、HTS群で有意に減少を認めた(-1291.2±863.60 vs. -402.9±630.50 ng/mL; P<0.05)。【結論】HTSはインスリン抵抗性を有意に改善させ、IL-6、セレノプロテインPもHTS群で有意に減少した。HTSはIL-6やセレノプロテインPを調整してインスリン抵抗性を改善させているかもしれない。現在も倫理承認へ向けて、研究計画書を作成している。認定臨床研究審査委員会(CRB :Certified Review Board)の承認を今年度内に受けて、研究を実施する。研究の実施方法に関しては大きな変更は現在のところ予定はしていない。当該年度の実施予定であった研究計画は、臨床研究法に該当したため、予定した研究は実施ができなかった。そのため、人件費、謝金に関しては使用していない。来年度研究実施の際に、当初の予定通り、人件費、謝金として使用予定としている。
せきつい動物パターン形成における転写制御の同調性維持機構

多細胞生物の胚は発生過程において、温度変化や有害物質による外部環境からの攪乱にさらされており、さらに転写や細胞移動、細胞分裂などの素過程は、ゆらぎに満ちたものであると考えられる。それにもかかわらず、形態形成は正確におこなわれ、生物はきわめて正確に均整のとれたかたちに作られる。このことから生物の形態形成機構はロバスト性を維持する仕組みを備えていると考えられる。本研究ではせきつい動物の体節形成をモデルとして、シグナル伝達がフィードバックループによってファインチューニングされることが、形態形成のロバスト性機構を支えていることを明らかにすることを目指した。Notchシグナルの抑制因子であるNrarpのノックアウトマウスでは、体軸骨格に軽微な異常が観察される。このことから体軸骨格のもととなる体節形成過程の異常を疑い、体節形成を制御する遺伝子であるHes7、Lunatic Fringe (Lfng)の発現を解析した。体節の原基である未分節中胚葉において、Hes7とLfngの発現は体節形成周期(2時間)に同期して振動していることが知られている。これらの遺伝子の転写活性化状態を遺伝子座レベルで検出した結果、野生型胚に比べてNrarpノックアウトマウス胚では、転写がOFFになっている領域/タイミングの細胞で転写が活性化されている遺伝子座の割合が高かった。このことからNrarpノックアウトマウス胚では、転写を同調させる能力が低くなっていることが示唆された。さらに野生型胚およびNrarpノックアウトマウス胚をバルプロ酸に暴露することで、人為的に環境の撹乱を引き起こし、その撹乱に対する耐性を評価したところ、Nrarpノックアウトマウス胚は環境変化の撹乱に脆弱であることが示唆された。28年度が最終年度であるため、記入しない。脊椎動物胚の最も尾部には、体節の原基である未分節中胚葉が存在し、そこで一群の遺伝子の転写が周期的にONとOFFを繰り返して振動している。その周期性を利用して体節の分節化が周期的におこり、その結果として規則正しい分節化構造が形成される。これまでにNotchシグナルの抑制因子であるNrarpをノックアウトすると分節化構造形成のロバスト性が低下することを見いだしており、本研究では、未分節中胚葉において振動遺伝子の転写を細胞/遺伝子座レベルで解析することによって、分節化構造形成のロバスト性が細胞間の転写の同調性によるものであること、さらにその同調性のメカニズムを明らかにしようとしている。Nrarpノックアウトマウス胚の未分節中胚葉においてHes7、Lfngなどの振動遺伝子の転写を細胞/遺伝子座レベルで検出した結果、野生型胚に比べてNrarpノックアウトマウス胚では、転写がOFFになっている領域/タイミングの細胞で転写が活性化されている割合が高かった。このことから、Nrarpノックアウトマウス胚では転写を同調させる能力が低くなっていることが示唆され、同調性機構にNrarpが関与していることが考えられた。また、転写がOnとOffになっている領域/タイミングの細胞では、野生型胚でも転写が活性化されていない細胞が存在していた。この結果から、転写は活性化される条件であっても確率的におこると考えられた。野生型胚およびNrarpノックアウトマウス胚をバルプロ酸に暴露することで環境の撹乱をおこなうと体節形成に異常が生じるが、タイムコースをとってバルプロ酸が体節形成のどのステップを妨げているかを検証している。現段階では遺伝子発現の振動を利用して分節化のプレパターンをつくるステップを撹乱しているという結果を得ている。転写をマウス胚において、細胞/遺伝子座レベルで検出することに成功している。これまでの組織レベルでの解析では、Nrarpノックアウトマウスで遺伝子発現振動の同調性が低下していることは定性的に観察されたが、本解析で定量的に解析できるようになった。

さらに野生型胚およびNrarpノックアウトマウス胚をバルプロ酸に暴露することで、人為的に環境の撹乱を引き起こし、その撹乱に対する耐性を評価したところ、Nrarpノックアウトマウス胚は環境変化の撹乱に脆弱であることが示唆された。さらに遺伝子の転写の細胞/遺伝子座レベルでの解析を進める。バルプロ酸で撹乱を加えた後、野生型胚では速やかに遺伝子発現振動が細胞間で同調性を取り戻すが、Nrarpノックアウトマウス胚では同調性を取り戻すために、より長い時間を要するが、このことを定量的に解析する。さらに数理モデルを利用して、そのメカニズムを解明する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
沿岸域における流氷群と津波の相互作用に関する研究

沿岸部に流氷が存在する時、津波が来襲すると、流氷は津波により陸上へ遡上し、家屋等に多くの被害をもたらす。今年度は、山下と佐伯は北海道沿岸部に来襲していた流氷の大きさを航空写真と現地調査により詳細な調査を行い、氷盤の大きさの分布を明らかにした。また、流氷の一軸圧縮強度及び弾性率についても詳細な調査を行った。さらに、それらの調査に基づき、流氷存在時の津波(実験では孤立波を用いた)の変形と津波の遡上特性、さらに氷盤の大きさの違いを考慮した遡上機構を明らかにした。陸上に遡上する氷盤の移動速度と運動エネルギーの変化については、訂線近傍の加速域、その後の安定域そして陸上部の摩擦の影響を受ける減速域に分けられることを明らかにした。さらに津波の遡上高と氷盤の遡上高の関係も明らかにした。また、以上の実験結果により、津波対策用構造物の設置位置も明らかとなった。また、防潮堤や防潮水門に作用する氷力については、氷盤の運動エネルギーと弾性率が明らかになったことから、その設計荷重を明らかにすることが可能となった。堺は、浮氷盤下の波浪の変形問題を理論と実験結果から明らかにした。風浪のような比較的短い周期の波の場合は、波高は指数関係的に減少するが、津波のような長周期の波に対しては、波長の数倍程度の流氷の被覆では、波高はほとんど減衰しないことが明らかとなった。また、北海道の太平洋岸の津波と流氷の来襲の確率的評価では、津波のマグニチュードm=1では10年間に1度m=2では40年間に1度程度になることも明らかになった。また、実験の温度計から得られるデータの解析は流氷が少なかったため、出来なかったことから、オホーツク海岸での風浪による流氷の遡上調査を行ない、波の遡上高と流氷の遡上高の関係を明らかにした。
Ti,Nb系窒化物ナノシートの作製とその電池電極への応用

窒化・炭化物系層状化合物,MAX相化合物や酸化物系層状化合物は,無機イオン交換体として有望な物質群である。本研究では,これらの材料のイオン交換特性を調べた。はじめにMXene系吸着材のイオン交換特性を調べた。いずれもイオン交換容量は,0.1-0.3 mmol/gであった。また,特定の金属イオンに対して選択性を示さなかった。一方,チタン酸塩系イオン交換体KTiNbO5・H2TiO3は特定のイオンに対して高い選択性を示すことが分かった。用いたソルボサーマル装置は既製品ではないため、ガス・溶液の流路から反応容器部まですべて自ら設計し、発注した。当初の予定よりも設計・納品に時間がかかった。加えて1500°Cまで使用できる電気炉を購入した。はじめにMAX相化合物として、Ti2AlCを選んだ。本炭化物は高温固相法を用いて合成した。金属チタン、アルミニウム、炭素を所定のモル比で混合して高温で加熱した。XRDの結果から、目的の炭化物が単一相で得られることが分かった。また、走査型電子顕微鏡観察から、数ミクロンメートルの板状粒子が得られた。本試料を既報の手順(Adv. Mater., 23, 4248-4253 (2011))でフッ酸処理して炭化物中のAl層を溶解除去し、ナノシートに転換した。一部沈澱凝集物も観察されたが、目的のコロイド溶液が調製できた。本試料の表面はフッ酸処理されているため、水酸化・フッ化されていた。本研究では,これらの材料あるいは,フッ酸・塩酸などに浸漬して得た材料のイオン交換特性を調べた。中でも,チタン酸塩系イオン交換体KTiNbO5・H2TiO3は特定のイオンに対して高い選択性を示すことが明らかとなった。はじめに、窒化・炭化物系層状化合物のイオン交換特性を調べた。フッ酸で処理することにより,骨格中のAlイオンは溶解除去され,新たにイオン交換サイトが生成した。次に,金属イオン含有水溶液に浸漬して,各種層状化合物のイオン交換特性を調べた。いずれの層状化合物のイオン交換容量は,0.1-0.3 mmol/gであった。次に,フラックス育成したチタンニオブ酸カリウムKTiNbO5(KTNと略記する)のSrイオン吸着特性を調べた。得られた吸着等温線はL型に帰属できた。また,KTNのSrイオン吸着交換容量は1.03 mmol/gと見積もられた。また,この容量は理論交換容量の54%に相当した。吸着等温線の形およびフィッティングの結果から,KTNの吸着サイトは均一性が高いと結論できた。次に,KTNのSrイオン吸着特性のpH依存性を調べた。pH = 3-10の広い範囲で分配係数Kdは4 ×10000 mg/gを超えた。pHの減少とともにKd値は減少したが,pH = 1.9でも1.8 ×10000 mg/gを超えていた。この値は,他の高性能なSr吸着材の結果と比べても二桁程度高い。また,特筆すべきことにpH = 0.5でも酸化物骨格の構成元素(Nb,Ti)はほとんど溶出しないことが分かった。H2TiO3もLiイオンに対して高い選択性を示すことが分かった。平成26年度は、予想外に装置納品に時間がかかり超臨界アンモニア処理できるソルボサーマル装置や高温電気炉の立ち上げと前駆体のMAX相化合物の合成条件の検討にとどまった。しかしながら、装置の立ち上げは無事終わり、ナノシートの作製もできるようになった。試料作製・評価できる環境は整ったので、平成27年度は当初の予定通り研究が展開できると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。材料科学・コロイド界面科学平成27年度は、平成26年度に得られた成果を元に、表面が(水)酸化されていない窒化物・炭化物ナノシートの作製に注力する予定である。出発窒化物として、Ti2AlN,Nb2AlNを予定している。合成結果により適宜312、413相の窒化物や炭化物も出発材料として検討する。Al層を溶解除去する酸性鉱化剤として、NH4Cl等を使用する。最適合成条件を決定するため、1)鉱化剤の濃度、2)反応温度・圧力、3)反応時間を検討する。作製したナノシートの結晶構造はXRDにより、粒子のサイズや厚みはFE-SEM、TEM、AFMにより評価する。また、表面およびバルクの化学組成はXPSやEPMAを用いて評価する。

さらに、表面の原子配列を明らかにするため、すなわち本当に(水)酸化されていないかどうか調べるため、溶液をSiあるいは炭素基板に滴下してSTM像を観察する予定である。結晶構造、膜厚み、表面化学組成に関する結果から、ナノシートの生成機構(溶解機構)に関して熱力学的および速度論的な考察を行う。表面構造の解明に注力すると共に、電気あるいは磁気抵抗測定用の比抵抗測定装置を用いて物理特性を明らかにする。また、表面構造との相関関係についても考察する予定である。本課題では、ナノシートの応用としてLiイオン電池の負極に限定しているが、燃料電池電極、キャパシター、光触媒、固体触媒などとして幅広い応用が期待できる。そのため、溶液プロセスを用いたデバイス作製のため最適分散溶媒や分散濃度について検討する。27年度が最終年度であるため、記入しない。
個人参加型健康管理のあり方に関する研究

従来の健康管理においては、保健施設、医療機関等の情報発生源が情報入力し、そのデータを保管する形態であった。健康なときの情報を蓄積するには、現在おこなわれている定期的な健康診断の情報だけでなく、体力測定・運動の能力の情報や体力や健康状態への自覚症状の情報等も積極的に蓄積することが望まれる。医療機関受診の予備軍状態である体力の低下、自覚症状を個人が情報入力源となり蓄積するための社会環境の整備を目指すものである。病院中心の医療記録から個人のライフスタイルにあわせた保健記録へ学校保健体育・地域活動との連携を含めた健康増進のための個人健康管理システムとして構築することを目指し、個人参加型健康管理のあり方について研究することとした。生涯体力測定項目の決定と汎用入力ツールの開発をおこない、汎用型Webデータベースとして3W1R方式のデータベース構築をおこなった。これは、年齢に応じた測定項目の選択(なにを測定すべきか)とう、各個人が必要に応じて測定したい項目の継続記録が可能となるものである。また、高齢者の健康増進活動において、通所による指導が中心であったため、施設に通える「元気」な高齢者のみの利用に限定され、また「介護保険」や「介護予防プログラム」の適用を受ける層と元気な高齢者の間にある、元気でも、さりとて介護が必要だというわけでもない、「非健康・非介護」層とでも言うべき高齢者の層がある。そしての層はこのようなサービスや制度の谷間で見過ごされている。このような高齢者層を対象として運動指導士を自宅へ派遣する「訪問運動サービス」を実施し、宅運動指導プログラムの健康運動カルテの作成、動画によるモーションの記録、在宅運動指導システムの開発をおこなった。従来の健康管理においては、定期的な検診または医療機関への受診を余儀なくされるような不健康な状態に陥った場合においてのみ、保健施設、医療機関等の情報発生源が情報入力し、そのデータを保管する形態であった。このような情報発生においては、通常の健康な状態および医療施設の受診とまでならない程度の不健康な状態において情報が蓄積することはできない。個人の健康な状態が把握できなければ、どの程度、不健康であるのかも把握することは難しい。健康なときの情報を蓄積するには、現在おこなわれている定期的な健康診断の情報だけでなく、体力測定・運動能力の情報や体力や健康状態への自覚症状の情報等も積極的に蓄積することが望まれる。病院中心の医療記録から個人のライフスタイルにあわせた保健記録へ学校保健体育・地域活動との連携を含めた健康増進のための個人健康管理システムとして構築することを目指し、個人参加型健康管理のあり方について研究することとし、ネットワーク型健康情報データベースの開発をおこなうこととした。平成15年度においては、生涯体力測定項目の決定と汎用入力ツールの開発をおこない、汎用型Webデータベースとして3W1R方式のデータベース構築をおこなった。まず、手始めとして学校教育の場での体力測定結果のデータベース化をおこない学生の体力データの蓄積をおこなっている。これらの成果として新しい汎用型Webデータベースのデータベース構造として、論文発表をおこなった。平成15年度において、生涯体力測定のためのWebデータベースを作成し、学校教育の場においてデータを蓄積した。このシステムは測定項目追加型であるので年齢・個性に応じた体力測定を選定し、継続的な測定により経年変化を各自が閲覧し本人の健康への動機付けが可能になるものと期待される。平成16年度においては、このシステムを用いながら、大学から社会へ、また青年期から高齢者へと、その対象を広げることとした。本年度の研究実績は以下のとおりである。1.今からつくる自分の健康(スポーツ科学入門、大阪大学教育実践センター報告書)

若いうちから健康に対する意識付けをおこなうため、運動・栄養の自己管理をとおして健康管理を行う方法について大学の特別授業プログラム(体験的課題)を作成し、実施した。2.個人参加型健康管理のあり方について(甲子園大学紀要)公開講座「健康スポーツ教室」や地域公園に集まるコミュニティ組織「走ろう会」と連携し市民マラソンを開催した。その中で歩数計を持つことにより日々の運動量を記録して、それを確認することにより運動への動機付けがおこなえるか調べたところ運動に積極的に参加したがらない高齢者の実態をみいだし、運動促進啓蒙活動のあり方を論じた。3.たからづか甲子園大学アクティブサポートプロジェクト運動に興味をもたず筋力の衰えとともに家に閉じこもりがちになる高齢者がいる。介護予防プログラムが実施されようとしているが、もう少し介護の前段階の状態の高齢者に対し、自宅へ出向いて運動・栄養指導をおこなう事業を宝塚市と協同して平成17年度より実施すべく居宅支援プロジェクトを作成した。高齢者の健康増進活動において、通所による指導が中心であったため、施設に通える「元気」な高齢者のみの利用に限定され、また「介護保険」や「介護予防プログラム」の適用を受ける層と元気な高齢者の間にある、元気でもないし、さりとて介護が必要だというわけでもない、「非健康・非介護」層とでも言うべき高齢者の層がある。そしてその層はこのようなサービスや制度の谷間で見過ごされている。今回は、このような高齢者層を対象として運動指導士を自宅へ派遣する「訪問運動サービス」を実施することとした。在宅運動指導プログラムの実施にあたって運動習慣を身につけるにあたっては、やみくもに運動を進めるのではなく、個人の体力にあわせ正しい筋力の使い方の指導をおこない、その結果を見届ける社会的サポートが不可欠である。また、本人が目標を持って自己効力を発揮し、セルフモニタリングすることも重要な要素である。そこで、はじめに運動の必要性を学び、週3回程度の正しい動きができるまでの指導と、慣れてきたら週1・2回の指導(きちんと続けているかの点検)となるような運動スケジュールを立てた。今回の試みは2ヶ月間、15回の家庭訪問による短期トライアルであり、どの程度健康増進に役立つか、効果測定として良好な結果を得るには短期間すぎることが指摘されるが、今回は在宅で運動してみたいという潜在的要求がどの程度あるのかをさぐることを第一の目的とした。実施事項在宅運動指導プログラムの運動メニューの作成宅運動指導プログラムの健康運動カルテの作成動画によるモーション記録在宅運動指導システムの開発上記の本人の記録・運動指導士による問診結果・ビデオ画像情報を健康運動カルテとして一元的にまとめ、記録保管し、必要に応じて検索、比較閲覧や後の運動メニュー変更、評価測定をおこない、さらに訪問スケジュール管理機能を持たせた在宅運動指導システムを作成した。
農業水利施設の性能設計・性能施工に関する研究

各種水利構造物の正確な性能評価を実現するために、コンクリートや土,基礎岩盤などを対象として,性能評価手法についての検討と検証を実施した。コンクリートの中でもダムコンクリートは,粗骨材が一般のコンクリートよりも大きいため,その性質に不明な点が残されている。破壊解析で必須なパラメータとなる破壊エネルギーについて,試験方法を確立するとともに,ダムコンクリートへの適用性を確認した。またダムコンクリートの自己収縮特性に関して,実験的手法を用いて検討を行った。さらには,コンクリート構造物を対象とした超音波法によるひび割れ深さの測定について,実験や実測を踏まえた検証を実施するとともに,コンクリートの材料となる骨材の枯渇問題への対策として,リサイクル材を用いたコンクリートの特性に関する検討を行った。土質材料に対しては,非線形性と異方性の両方を考慮した逆解析手法の開発を行い,また信頼性設計法をため池の耐震設計に適用した。さらに,セルオートマトン法を用いてパイピングの解析を行い,ため池堤体の安定性に関する検証を実矩した。基礎岩盤に対しては,ロック材の風化による材料特性の変化について調べるために,人工的に劣化を生じさせる実験を行い,強度や変形特性の変化について明らかにした。近年重要性が高まっている構造物の景観に対しては,斜面が持つ景観の特徴について分析を行うとともに,水利施設が持つ景観を含めた多面的機に能について検討を加え,多面的機能の性能規定化に向けた研究を行った。構造物の性能照査型設計では,構造物の性能を設計段階で正確に推定し,それが要求性能を満たしているかどうかを検討しなければならない。これを実現するために,ため池,コンクリート構造,地盤の透水性と浸透破壊の危険性を対象とした基礎的研究を行った。ため池に関しては,堤体の状態を把握するために堤体内水温データをシミュレートする3次元浸透-熱連成解析プログラムを作成した。また実際のため池の改修を対象に,更新費用,維持管理費,決壊した揚合の想定被害総額,ため池の破壊確率から改修によってもたらされる便益の算定を行った。コンクリート構造に対しては,その材料特性の把握と構造解析の精度向上を図るため,楔挿入割裂試験装置を作成し,供試体サイズ200mmのコンクリートについて破壊試験を実施した。また実構造物に関して,ファームポンド壁体を対象にひび割れ先行型のひび割れの発生位置と鉄筋の位置関係を調査した。また,超音波法によるひび割れ深さ推定方法の適用条件及び発・受振子の最適設置位置について検討を行った。地盤の透水性に関しては,飽和透水係数分布を少ない水頭観測データ数からであっても一意的に定められるように地盤統計モデルを導入して同分布をモデル化し,その手法が良好な結果をもたらすことを示した。さらに地盤の浸透破壊に対する安定性について,締切り矢板内掘削を対象とした破壊メカニズムの正確な把握を行い,地盤の浸透破壊に対する終局限界状態,損傷限界状態及び使用限界状態の定義と,これらの限界状態を規定する限界値の算定方法の提案を行った。これらに加え,近年重要視されている一般に親水機能と呼ばれている概念の整理を行った。各種の水利施設によって人工的に形成される水辺空間を考えるために,まず自然に形成された水辺空間として河川を対象とし,その整備を行う上で親水機能がどのように捉えられているのかをまとめた。各種水利構造物の正確な性能評価を実現するために,ため池堤体や締切矢板内地盤,さらに各種ダムの安全性評価に関する応用的研究を行った。ため池堤体に関しては,3次元浸透-熱連成解析プログラムを用いてため池堤体内の水と熱の移動を解析するとともに,堤体に対してスエーデンサウンディング試験を実施し,堤体強度の空間的な変動性や相関性を評価するモデルを求めた。さらに,定性微分方程式系を用いた曖昧で定性的な事象の定式化と,定性シミュレートによるモデルの妥当性の検証という定性推論の手法について検討し,ため池の景観評価に有用であるとの知見を得た。これらに加え,二次元集中流地盤の浸透破壊に関して一連の実験を行い,締切り矢板内地盤の浸透破壊に対する安全設計の考え方について性能設計の観点から考察した。

各種水利構造物の正確な性能評価を実現するために,コンクリートや土,基礎岩盤などを対象として,性能評価手法についての検討と検証を実施した。コンクリートの中でもダムコンクリートは,粗骨材が一般のコンクリートよりも大きいため,その性質に不明な点が残されている。破壊解析で必須なパラメータとなる破壊エネルギーについて,試験方法を確立するとともに,ダムコンクリートヘの適用性を確認した。またダムコンクリートの自己収縮特性に関しの測定について,実験や実測を踏まえた検証を実施するとともに,コンクリートの材料となる骨材の枯渇問題への対策として,リサイクル材を用いたコンクリートの特性に関する検討を行った。土質材料に対しては,非線形性と異方性の両方を考慮した逆解析手法の開発を行い,また信頼性設計法をため池の耐震設計に適用した。さらに,セルオートマトン法を用いてパイピングの解析を行い,ため池堤体の安定性に関する検証を実施した。基礎岩盤に対しては,ロック材の風化による材料特性の変化について調べるために,人工的に劣化を生じさせる実験を行い,強度や変形特性の変化について明らかにした。近年重要性が高まっている構造物の景観に対しては,斜面が持つ景観の特徴について分析を行うとともに,水利施設が持つ景観を含めた多面的機能について検討を加え,多面的機能の性能規定化に向けた研究を行った。
追跡眼球運動への中枢ノルアドレナリン系の関与

本研究の目的は、分裂病に特徴的な滑動性追跡眼球運動(SPEM)の異常を動物実験で再現し、その発生機序をつきとめることにあるが、特にこれまでの予備的研究から予想されていた、中枢ノルアドレナリンNA系が関与している可能性を確立するために、前年度にひきつづき以下の実験を行った。1.サルの急性実験をくりかえし青斑核ニューロンを容易かつ確実に同定する方法を開発した。それはまず、刺激電極を脳幹に刺入し、電気刺激により咬筋収縮が筋電図上最も強い点を三叉神経運動核の中心とみなすことにより、個体差による脳定位座標の修正を行う。この座標に基づき中脳の背側NA上向路に刺激電極を進める。(背側上向路の同定は、この部位の電気刺激により、麻酔からの覚醒がおこることによっても確認できる。)青斑核ニューロンとの同定はこの背側上向路刺激により逆向性スパイクがみられることによる。2.サルにサイン波に対するSPEMを訓練し、この運動への種々の薬物の全身投与又は青斑核へのmicroinjectionの効果を調べた。その結果、中枢NA系活動を抑制する薬理学的操作(例えばclonidineのmicroinjection)はいずれもサイン波を階段状に変換し、逆にこれを亢進する操作(例えばyohimbineのmicroinjection)は、サイン波に鋸歯状波の混入を誘発することを見出した。(colonidine,yohimbineはNA自己リセプターのそれぞれ作動薬、拮抗薬であり、NAニューロン活動を抑制又は亢進する。)これらの異常は、それぞれHolzmanの言うTypeI及びTypeII dysfunctionによく似ている。3.青斑核ニューロンの活動が、SPEM遂行時に上昇することを観察したが、この活動は固視や脳波の脱徐波に一致しても上昇することを確認した。本研究の目的は、分裂病に特徴的な滑動性追跡眼球運動(SPEM)の異常を動物実験で再現し、その発生機序をつきとめることにあるが、特にこれまでの予備的研究から予想されていた、中枢ノルアドレナリンNA系が関与している可能性を、確立するために以下の実験を行った。それはまず、刺激電極を脳幹に刺入し、電気刺激により咬筋収縮が筋電図上最も強い点を三又神経運動核の中心とみなすことにより、個体差による脳定位座標の修正を行う。その結果、中枢NA系活動を抑制する薬理学的操作(例えばclonidineのmicroinjection)はいずれもサイン波を階段状に変換し、逆にこれを亢進する操作(例えばyohimbineのmicroinjection)は、サイン波に鋸歯状波の混入を誘発することを見い出した。(clonidine,yohimbineはNA自己リセプターのそれぞれ作動薬、拮抗薬であり、NAニューロン活動を抑制又は亢進する。3.青斑核ニューロンの活動が、SPEM遂行時に上昇することを確認したが、この活動は固視時に一致しても強く上昇することを観察した。
格子QCD計算から導かれる相互作用によるエキゾチック・ハドロンの構造の研究

本研究において、強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)に基づき直接エキゾチック・ハドロンの構造を探ることを行った。特に近年注目を集めているチャームクォークを含むエキゾチックハドロンの候補について、ハドロン間相互作用を強い相互作用の第一原理計算である格子QCDを用いて導出し、その構造について探った。本研究では、Tcc, Tcsと呼ばれるテトラクォークの候補について、また、近年実験で報告されたZc(3900)について、格子QCDによるハドロン間相互作用を用いた理論解析をとおしてその構造を明らかにした。この構造が実験で得られるスペクトルに与える影響についても議論した。格子QCDシミュレーションを用いたチャーム・クォークを含む物理系への応用について計算を行った。チャーム・クォークの物理は、J-PARC、Belleなどの日本の加速器実験ならびにBES、GSIなど世界の加速器実験でも調べられるハドロン物理学の主要なテーマである。特に、クォーク模型で良く再現される通常のハドロンとは異なるエキゾチック・ハドロンが実験的に報告される事例が多々あり、こうしたエキゾチック・ハドロンの構造の計算や未知の粒子の予言は急務の理論的課題となっている。本研究では、チャーム・クォークを含むクォーク四個が最低含まれるようなテトラクォークTccおよびTcsの格子QCDシミュレーションを用いた解析を行った。Tcc(Tcs)はチャーム・クォークを二個(一個)含み軽いud反クォークを最低二個含むようなエキゾチック・ハドロンの候補である。未だ実験研究により確認はされていないが、もし存在すれば、チャーム・クォークのスペクとロスコピーに非常にインパクトをもたらすものである。本研究では、Tcc、Tcsの存在の可能性を、アイソスピン0と1(I=0,1)のDD、KDおよびDD*、KD*の数値散乱実験を格子QCDにより行い、ポテンシャルを導出することで探った。その結果、格子QCDシミュレーションにおいても、クォーク模型の予言と同じくして、I=0のチャンネルに強い引力のポテンシャルが得られ、一方I=1チャンネルでは斥力のポテンシャルが得られた。以上から、格子QCDシミュレーションの結果はudのダイクォークの相関により理解されると言える。I=0チャンネルは引力ポテンシャルのため、束縛状態が存在するかどうかを調べるのは興味深い。格子QCDにより計算されたポテンシャルを用いて散乱位相差の計算も同時に行なった。しかし、束縛状態のTccおよびTcsが存在していないことが確かめられた。本年度は、格子QCD計算によりチャンネル結合系のポテンシャルの導出をめざし、特にBESIIIやBelleといった実験施設で発見されたとされるZc(3900)のチャンネルでの計算を行なった。Zc(3900)の構造に関する理論研究は現在のところ模型によるものだけで、しかも基本となる相互作用の情報が全くと言ってよいほど無い。本研究では、第一原理計算を元にその相互作用を明らかにできるため、Zc(3900)の構造に関してより深い知見を得ることが可能になると期待される。本研究では、Zc(3900)のスピン・パリティ1+であるときに結合できるチャンネルであるpi-J/psi、rho-eta_c、Dbar-D*を取り入れ結合チャンネル系での波動関数を格子QCDシミュレーションにより得た。また、この波動関数からチャンネル結合ポテンシャルを計算し、Zc(3900)の構造の解析へ適応した。本研究で得られた結果から、Zc(3900)はpi-J/psi、rho-eta_c、Dbar-D*のどれかから単純に作られるようなものではないことが理解された。一方、Zc(3900)の構造を理解する上で非常に重要となるのが、pi-J/psiとDbar-D*のチャンネル間の相互作用であることが分かった。さらに我々の得たpi-J/psiとrho-eta_cのチャンネル間相互作用は重クォーク対称性から理解されるように非常に小さいものであった。これらの結果は、有効模型などを構築する際に非常に重要な情報を与えるものであった。また、我々の得た格子QCDの相互作用を用いて、数値的な仮想実験とも言えるpi-J/psiの散乱を考えた。その結果、実験で見られるようなピークがpi-J/psiの断面積に現れることが理解された。本年度、強い相互作用の第一原理計算である格子QCDを用いて、チャーム・クォークを含むエキゾチック・ハドロンの候補であるZc(3900)の構造およびその生成反応に関する研究を行った。格子QCD計算においてチャーム・クォークを相対論的に扱うことのできる相対論的重クォーク作用の数値計算コードを用いて、ハドロンのチャンネル結合系をあらわに取り扱い、Zc(3900)に結合するpi-J/psi - rho-eta_c &#8211; DbarD*に関する中間子間の相互作用を導出した。さらに、得られたチャンネル結合ポテンシャルをもとに、Zc(3900)の構造の解析を行なった。本研究の第一の成果は、これまでチャンネル結合系に現れる共鳴状態のエネルギーや崩壊幅といった物理量の計算は、何の仮定もなく格子QCDから直接行なうことが不可能であったが、それを可能にしたという点である。具体的には、格子QCDにより導出される相互作用がQCDのS行列を再現することを利用し、この相互作用により得られたS行列を複素エネルギー平面へと解析接続し、S行列の極の位置を解析する。

複素エネルギー平面でのS行列は一意的に決定されるため、具体的なシミュレーションの詳細に基づかずにから共鳴状態のエネルギーおよび崩壊幅を求めることが可能となった。この方法によりZc(3900)の構造を探った結果、チャンネル結合系に現れる閾値効果により説明できることが分かった。また、Zc(3900)の生成反応に関しても実験と全く同様の設定のもとでの計算を行った。ここで我々の研究が特徴的なのは、Zc(3900)の生成に関するパラメータを一切導入する必要がないという点である。我々の計算の結果、実験で得られたスペクトルを見事に再現し、Zc(3900)が閾値効果で説明できるという前述の構造解析の結果を生成反応からも裏付けた。本研究において、強い相互作用の基礎理論である量子色力学(QCD)に基づき直接エキゾチック・ハドロンの構造を探ることを行った。特に近年注目を集めているチャームクォークを含むエキゾチックハドロンの候補について、ハドロン間相互作用を強い相互作用の第一原理計算である格子QCDを用いて導出し、その構造について探った。本研究では、Tcc, Tcsと呼ばれるテトラクォークの候補について、また、近年実験で報告されたZc(3900)について、格子QCDによるハドロン間相互作用を用いた理論解析をとおしてその構造を明らかにした。この構造が実験で得られるスペクトルに与える影響についても議論した。今年度チャンネル結合系のポテンシャルを導出するための格子QCD計算のコード開発が進み、さらにZc(3900)というハドロン・スペクトルの分野で現在ホットトピックとなっている粒子の構造解明に第一原理計算からの貢献を行なうことができた。また、数値的な仮想実験とも言える散乱実験を我々の得たポテンシャルによって行なった結果、BESIIIやBELLEなどの実験から得られたものに大変類似する結果を得た。このような、実験と相補的である第一原理計算を駆使した数値的実験に関しては、本研究を始める当初予定していた計画よりずいぶんと進んでいる。一方、実験結果を再現するようなハドロンの生成反応計算、少数系ハドロン構造計算に関しては当初の計画より少し遅れている。これらを行なう計算コード開発を早急に行ないうことは不可欠である。素粒子・原子核理論今後、実験結果を再現するようなハドロンの生成反応計算に関するコード開発をすすめ、実際にZc(3900)の場合に適用する。また、D中間子など、重たいクォークを含んだ、エキゾチックな原子核の束縛・共鳴状態の構造を調べるための構造計算コード開発を行い、先の生成反応の計算と合体させることで、第一原理計算から予言される未発見エキゾチック原子核の可能性を実験に提案していき、ハドロンや原子核の構造・生成に関する研究の新しい手法の確率を目指す。また、現在までは非物理的質量を持つクォークを取り扱ってきているが、現実クォーク質量での格子QCD計算も進めていき、これらの結果も合わせて本研究の総まとめに取りかかる。今年度、格子QCD計算によりエキゾチックハドロン存在の可能性について議論を行なった。特に、最終目標である、物理的クォーク質量でのハドロン間相互作用を格子QCDシミュレーションにより導出するための計算コードの開発が予定通り進み、現実的クォーク質量ではないがハドロン間相互作用を計算し、束縛状態の可否についての議論を行えた。