hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光フィードバック下の液晶光バルブにおける確率共鳴と同期現象

確率共鳴は内在した周期変化がノイズによって誘起される現象である。ある条件の下で二つの状態が安定になる系では確率共鳴が期待される。液晶光バルブに光フィードバックを課すと,ある条件下で液晶の向きが二つの状態で安定になり,確率共鳴が起こりえる。駆動電圧に周期信号とノイズを加えて確率共鳴の観測を行った。入射光の空間不均一性を避けるために,信号を観測する光電子増倍管の前にピンホールを置いた。そして,二つの状態を示す二値変数の時間発展を観測した。液晶の傾き変化の時定数に関わる相関のあるノイズを課した。適切な条件の下で,確率共鳴の発現を確認した。この結果は,数値シミュレーションの結果と定性的に一致した。本年度は,研究の初年度であることから,実験環境およびシミュレーション環境の構築から手がけた。まず,液晶光バルブと光ファイバーを連結して保持するホルダーを作製し,それとレンズ等の光学部品を光学除震台に設置し,光学実験環境を整えた。次に,液晶光バルブへの印加電圧と照射光強度をパソコンで制御するためのLabVIEWプログラムを作成し,ある電圧での液晶光バルブの液晶の傾き角の光強度依存性を求めた。そして,電圧を細かく変えて光強度依存性を表すパラメーター値を求めた。これによって,計算機シミュレーションで実際の液晶光バルブを取り扱うことができるようになった。上記の実験で,確率共鳴が発現すると見込まれる実験パラメーター領域が予測できたので,確率共鳴の観測を試みたが,実験パラメーター領域が狭いためか,確率共鳴の現象を明確に観測できていない。引き続き観測を続けるが,シミュレーションによって最適な条件の領域を探すことにした。また,ノイズの印加は簡易的に行ったので,次年度は,ノイズの種類や強度を系統的に変えるプログラムを作成して再び試みることにした。翌年度に予定していたフォトリフラクティブ型液晶光バルブ作製の準備として,良質な光導電体結晶を購入し,その結晶に透明電極を着けるための高周波スパッタ装置を購入した。そして,適切な厚さで透明電極を着けるためのスパッタ条件を探索し,それに成功した。しかし,問題点として,透明電極膜の厚さにムラがあることがわかり,試料を回転する必要が生じた。この対策は次年度行う予定である。本研究を社会還元する目的のため,ひらめきときめきサイエンスの活動として,「液晶科学への誘い」を実施した。確率共鳴を引き起こすためには,フィードバック光もしくは印加電圧にノイズを重畳する必要がある。まず,フィードバック光に光ノイズを重畳することを試みた。光ノイズをフィードバック光に重畳できるように,ポッケルス効果素子をフィードバック光回路に付け加えた。この素子に掛かる電圧はデジタルシンセサイザーとLabVIEWで作成した。これらのノイズ付加装置を実験装置に組み込んで確率共鳴の発現を試みたが,典型的な確率共鳴現象を観測することができなかった。そこで,本実験系に相当するモデルを用いて確率共鳴の実験条件の推定を試みた。実験で用いる液晶光バルブの基本特性から双安定領域を計算し,その領域で光ノイズを与えたときの常光と異常光の位相差の時間変化を解析したところ,位相差の双安定型ポテンシャルの極小値の形が十分な深さとポテンシャルバリアーを持たないために,双安定型の確率共鳴が発現しにくいことがわかった。現在は,印加電圧に電気ノイズを加えて確率共鳴が起きるかをモデルを使って検討している。実験において印加電圧にノイズを重畳する際には,1Hz程度の正弦波とガウスノイズを重ね合わせ,この合成信号でもって液晶光バルブの1kHzの正弦波の振幅をAM変調する必要がある。このAM変調のための電子回路を作成した。また,デジタルシンセサイザーで合成信号を発生させるソフトウェアをLabVIEWで作成し,印加電圧で確率共鳴を引き起こす実験の準備を行った。フォトリフラクティブ型液晶光バルブを作製するために,透明電極をガラス上に形成するRFスパッタ装置を前年度に購入したが,透明電極膜の厚さに不均一が生じる問題があった。これを改善するために磁性流体を使った回転機構を作製し,スパッタに取り付けた。本研究を社会還元する目的のため,ひらめき☆ときめきサイエンスの活動として,「液晶科学への誘い」を実施した。前年度までの研究で確率共鳴の観測を試みたが,確率共鳴が起きる実験条件が狭いために観測ができなかった。実験では理想的な状況を作ることができない為,本来この系で確率共鳴が起きうるかを現象論モデルに基づく数値シミュレーションで確かめることにした。実験で観測することを目的とするため,使用する液晶光バルブに印加する電圧と書き込み光強度を変化させて液晶からの光の強度の依存性を計測する実験を行った。この光強度から常光ー異常光の位相差を求めた。さらに,計測点以外の条件でもシミュレーションを行うため,液晶光バルブの電圧,光特性を近似的に表す実験式を決定した。液晶光バルブの特性を得た後,位相の時間発展を記述する微分方程式を使って,双安定性が生じる電圧を特定した。フィードバック光に正弦的な変調とノイズを重畳する場合と,液晶光バルブの駆動電圧に正弦的な変調とノイズを重畳する場合について確率共鳴現象が起きるかをシミュレーションによって調べた。その結果,前者に関しては確率共鳴の発現が確認できなかったが,後者に関しては,確率共鳴の発現が確認できた。しかし,双安定状態での液晶の傾きのポテンシャルが浅いために,観測できる条件が狭いこともわかった。また,シミュレーションの未知パラメーターである液晶の緩和時間によっては観測ができないこともあることがわかった。

これらのシミュレーションの知見を元に,実験で確率共鳴の観測を試みることにした。本研究を社会還元する目的のため,ひらめきときめきサイエンスの活動として,「液晶科学への誘い」を実施した。昨年度までに構築した実験系を用いて確率共鳴の実験に取り組んだが,典型的な確率共鳴の信号を得ることが困難であったので,光を取り出す面積を最小にして空間の不均一を避けることにした。これを実現するために,フォトダイオードを光電子増倍管に変え,必要なアンプ,レンズなどを実験系に取り入れた。空間の不均一は避けられるようになったが,まだ確率共鳴は確認できなかった。そこで,使用するノイズをガウスホワイトノイズからOrnstein-Uhlenbeck(OU)ノイズに変えて実験を行ったところ,典型的な確率共鳴の信号を捉えることができた。次に,実験条件を系統的に変えて確率共鳴の性質を詳細に調べることにした。その際,昨年度までは信号発生器の中で周期信号とノイズを数値的に合成している方式では,大きなノイズを掛けた実験が行えないことがわかったので,正弦信号とノイズの合成,そして,その合成波形で液晶光バルブの駆動の交流を振幅変調する電子回路をオペアンプで自作した。そして,実験装置を制御するLabVIEWソフトを改良した。確率共鳴は液晶の傾き角が双安定性を示す場合に起こる。その条件を特定し,2つの双安定領域で実験を行った。OUノイズの相関時間を変えると確率共鳴曲線は変化した。液晶の傾きの緩和時間である10ms程度の相関時間が確率共鳴には必要であった。実験結果を解釈するために,現象論モデルに基づく数値シミュレーションを行った。このシミュレーションに必要な液晶光バルブの特性評価も再度行った。その結果,実験結果を良く再現するシミュレーション結果が得られた。本研究を社会還元する目的で,ひらめき☆ときめきサイエンス「液晶科学への誘い」を行った。確率共鳴は内在した周期変化がノイズによって誘起される現象である。ある条件の下で二つの状態が安定になる系では確率共鳴が期待される。液晶光バルブに光フィードバックを課すと,ある条件下で液晶の向きが二つの状態で安定になり,確率共鳴が起こりえる。駆動電圧に周期信号とノイズを加えて確率共鳴の観測を行った。入射光の空間不均一性を避けるために,信号を観測する光電子増倍管の前にピンホールを置いた。そして,二つの状態を示す二値変数の時間発展を観測した。液晶の傾き変化の時定数に関わる相関のあるノイズを課した。適切な条件の下で,確率共鳴の発現を確認した。この結果は,数値シミュレーションの結果と定性的に一致した。研究の第一目的である確率共鳴現象の観測について,シミュレーションでは存在が予測できたものの,実験的に確かめられていないため。27年度が最終年度であるため、記入しない。物性物理学シミュレーションで得た知見を元に,実験で確率共鳴の観測を試みる。
"生物学的等価性"に重点をおいた新規4'-セレノRNAの合成と性質・機能解析

本研究では天然型RNAと"生物学的等価性"を維持し、且つヌクレアーゼ抵抗性や熱的安定性などの機能が付与された化学修飾核酸分子の創製とその機能評価を目的とした。具体的には、酸素原子と同族元素であるセレン原子を糖部4'位に導入した4'-セレノRNAならびに2'-OMe-4'-セレノRNAを合成した。これら化学修飾RNAは高い二本鎖形成能とヌクレアーゼ抵抗性を示した。本研究では天然型RNAと"生物学的等価性"を維持し,且つヌクレアーゼ抵抗性や熱的安定性などの機能が付与された化学修飾核酸分子の創製とその機能評価を目的とする.具体的には,酸素原子と同族元素であるセレン原子を糖部4'位に導入した4'-セレノRNAの合成と性能の解析を行なう.初年度である平成20年は, 1)4-セレノ糖の合成法を確立するとともにseleno-Pummerer型反応を行ない4'-セレノウリジンならびに4'-セレノシチジンの合成を行なった.2)反応の検討において, seleno-Pummerer反応と4-チオ糖を用いるPummerer反応の反応性の差異を明らかに出来た.3)また合成した4'-セレノウリジンのX線結晶解析を行ない,ウリジンと全体構造に大きな違いがないことを明らかにした.4)合成した4'-セレノリボヌクレオシドを含むRNA(4'-セレノRNA)をホスホロアミダイト法によって合成した. 5)4'-セレノRNA合成において,合成収率が極めて低かったため糖部2'位の保護基を検討し, TBS基をTOM基に変更する.ことにより合成収率を向上させることに成功した.6)合成した4'-セレノRNAを含む2本鎖核酸の高次構造と熱的安定性の評価を行った.その結果,天然型RNA二本鎖と同様, A型らせん構造をとり,また2本鎖核酸を熱的に安定化することが明らかとなった.これにより4'-セレノRNAが申請者の期待した機能をもった化学修飾核酸であることが示唆された.平成21年度以降は,性質解析を継続して行なうとともに,ヌクレオシド三リン酸体の合成を行い, 4'-セレノRNAの酵素合成を目指す.本研究では天然型RNAと"生物学的等価性"を維持し、且つヌクレアーゼ抵抗性や熱的安定性などの機能が付与された化学修飾核酸分子の創製とその機能評価を目的とする。具体的には、酸素原子と同族元素であるセレン原子を糖部4'位に導入した4'-セレノRNAの合成と性能の解析を行なう。平成21年度は、1 ; 4'-セレノRNA合成のためのヌクレオシドユニットの改良合成法の開発を行なった。その結果、超原子価ヨウ素を用いることによって不安定なセレノキシド体を経由せずに4'-セレノリボヌクレオシドを収率よく合成する方法を見いだした。2;平成20年度に、糖部2'位の保護基を検討し,TBS基をTOM基に変更することにより4'-セレノリボヌクレオシドをRNAオリゴマーに導入することに成功している。今年度は、導入数をさらに増やしたRNAオリゴマー合成を検討したが、望みとするオリゴマーは得られなかった。このことから、合成収率が低いのは糖部2'位の保護基によるものだけではないことが示唆された。3;この結果を受け、2'-OMe-4'セレノRNA体の合成を検討することにした。これにより4'-セレノRNAの合成が、天然RNAや4'-チオRNAと比べて困難な理由が明らかに出来ると考えた。また2'-OMe-4'セレノRNAの方が、より高いヌクレアーゼ抵抗性を有することが期待される。現在、2'-OMe-4'-セレノウリジンならびにシチジンの合成を完了している。平成22年度以降は,2'-OMe-4'セレノRNAの合成を検討するとともに、ヌクレオシド三リン酸体を合成し,酵素的な手法による4'-セレノRNAの合成を目指す。また合成した4'-セレノRNAあるいは2'-OMe-4'セレノRNAを用いたRNA干渉法による遺伝子発現抑制実験を行なう。本研究では天然型RNAと"生物学的等価性"を維持し、且つヌクレアーゼ抵抗性や熱的安定性などの機能が付与された化学修飾核酸分子の創製とその機能評価を目的とする。平成22年度は、1;4'-セレノRNA合成のためのヌクレオシドユニットの改良合成法としてプリン体の合成を中心に検討した。その結果、1-アセトキシ体を経由したグリコシル化法によって所望の化合物を中程度の収率ではあるが得ることが出来た。2;これまでの検討結果から、4'-セレノRNAが申請者の予想に反して不安定であることが分かっている。

年次計画通り、2'-OMe-4'-セレノリボヌクレオシドを合成し、2'-OMe-4'セレノRNAの合成を検討した。その結果、鎖長15mer中4残基、2'-OMe-4'-チオウリジンを導入した2'-OMe-4'セレノRNAを得ることに成功した。このものは、RNAに対して高い二本鎖形成能を示し、さらに50%ヒト血漿中、驚異的な安定性を示すことも明らかとなった。そこでRNA干渉実験に用いる化学修飾siRNA分子の合成を試みたが、RNA鎖の分解が起こり、目的とするオリゴマーを得ることが出来なかった。4'セレノRNA合成と比較して2'-OMe体の縮合収率は大幅に向上したが通常のRNA合成との比較ではやはりその値は低い。このことからRNA合成のサイクルの間にオリゴマー鎖が切断されていることが示唆された。本課題によって、4'-セレノRNAならびに2'-OMe-4'セレノRNAを合成した。このものは、高い二本鎖形成能とヌクレアーゼ抵抗性を示すことが明らかとなった。今後、RNAiを誘起する化学修飾siRNAとしての利用やSELEXによるアプタマー獲得としての利用に期待する。
カドミウム摂取量減少によりカドミウム土壌汚染地域住民の健康はどう変化したか

カドミウム土壌(水田)汚染地域である長崎県厳原町佐須ならびに秋田県小坂町細越地区において健康追跡調査を行った。すべて十分なインフォームドコンセントのもとに行った。尿細管障害および糸球体濾過値の減少は過去にカドミウムに曝露した住民の死亡率を上昇させていた。汚染地域住民の血液および頭髪中カドミウム濃度の中央値は非汚染地域に比較して3倍以上高く、この結果は、集団レベルにおいて、血液および頭髪中カドミウム濃度が体内蓄積量の影響を受けることを示唆する。カドミウム曝露住民の全がん罹患率は対象地域住民と比較して上昇してはいなかった。血液中カドミウム濃度と尿細管障害の有病割合との間に有意な量反応関係が認められた。また、血液中カドミウムと尿中カドミウムとの間には正の相関があった。このことは、個人レベルにおいても、汚染が軽減して長期間経過した後では、血液中カドミウムは体内蓄積量を反映することを示唆する。1999年ならびに2000年にカドミウム土壌汚染地域(秋田、長崎)において年齢を一致させて24時間摂取食物量のカドミウム量を24時間陰膳法に測定した。対象者は年齢4069歳までの厳原町佐須23名、小坂町細越43名である。摂取量平均値は厳原町54.7、小坂町58.4マイクログラム/日であった。カドミウム土壌汚染が存在していた時期(1983年以前)の摂取量の四分の一であり著明に減少していた。なお、両地域とも汚染継続時にはカドミウム摂取量は200マイクログラム/日以上だったと考えるべき確かな調査成績が残されている。カドミウム汚染水田の復元工事の完了は住民のカドミウム摂取量を劇的に減少させた。カドミウム環境汚染に基づく健康被害の研究のなかでもっとも不足しているのは汚染地域住民のカドミウム摂取量の検討である。これまでに、昭和51年の秋田県小坂町、石川県小松市、長崎県巌原町の各20人の成績があるのみである。本研究では1980年1983年にかけてカドミウム汚染水田復元工事が完了した秋田県、長崎県の2つの旧汚染地域において地域住民の最近のカドミウム摂取量を正確に把握して、カドミウム摂取量の減少によって地域住民の健康がどう変化したかを解明する。(1)2地域コホートの健康調査と新コホートの設定:1979年秋田県小坂町コホートの血液、尿を採取する。また、同時に秋田、長崎の2地域で出生年が昭和63年(1988年)から平成10年(1998年)までの新コホート(9歳までの住民60人)を設定し、頭髪収集、採尿、採血を行い、頭髪・尿・血液カドミウム、尿中β2-マイクログロブリンおよび尿クレアチニンを測定する。(2)陰膳方式による24時間摂取食物の全量採取とカドミウム測定:2地域とも50歳代の女性各30人を無造作に抽出して採取する。平成12年11月に秋田県小坂町の5069歳の住民41人から24時間摂取食物の全量、採血、採尿、頭髪採取を行い、目下、頭髪・尿・血液カドミウム、尿中β2-マイクログロブリンおよび尿クレアチニンを測定中である。これまでの分析成績からは1979年にカドミウムによる腎機能異常のなかった住民は1999年の時点においても腎機能異常のないことが明らかとなった。次年度は長崎県巌原町で調査を行う。

カドミウム環境汚染に基づく健康被害の研究のなかでもっとも不足しているのは汚染地域住民のカドミウム摂取量の検討である。これまでに、昭和51年の秋田県小坂町、石川県小松市、長崎県厳原町の各20人の成績があるのみである。本研究では19801983年にかけてカドミウム汚染水田復元工事が完了した秋田県小坂町細越、長崎県厳原町佐須の2つの旧カドミウム土壌汚染地域において地域住民の最近のカドミウム摂取量を正確に把握して、カドミウム摂取量の減少によって地域住民の健康がどう変化したかを解明する。(1) 2地域コホートの健康調査と新コホートの設定:1979年秋田県小坂町コホート、ならびに1979年長崎県厳原町コホートの血液、尿を採取する。(2)陰膳方式による24時間摂取食物の全量採取とカドミウム測定:2地域とも50歳代の女性各30人を無作為に抽出して採取する。平成12年11月に小坂町細越の5069歳の住民41人から、平成12年12月には厳原町佐須の同年齢の住民23人から、それぞれ24時間摂取食物の全量、採血、採尿、頭髪採取を行った。目下、頭髪・尿・血液カドミウム、尿中β2-マイクログロプリンおよび尿クレアチニンを測定中である。研究計画は順調に進展している。これまでには昭和51年の秋田県小坂町、石川県小松市、長崎県厳原町の各20人のカドミウム摂取量調査成績があるのみである。本研究では、19801983年にかけてカドミウム汚染水田復元工事が完了した秋田県小坂町細越、長崎県厳原町佐須の2つの旧カドミウム土壌汚染地域において地域住民の最近のカドミウム摂取量を正確に把握して、カドミウム摂取量の減少によって地域住民の健康がどう変化したかを解明する。(1)2地域コホートの健康調査と新コホートの設定:1979年秋田県小坂町コホート、ならびに1979年長崎県厳原町コホートの血液、尿を採取した。(2)陰膳方式による24時間摂取食物の全量採取とカドミウム測定:2地域とも50歳代の女性各30人を無作為に抽出して採取した。平成11年11月に小坂町細越の5069歳の住民41人から、平成12年12月には厳原町佐須の同年齢の住民23人から、それぞれ24時間摂取食物の全量、採血、採尿、頭髪採取を行った。もちろん、この調査は住民との文書交換をふくむ十分なインフォームドコンセントのもとに行われた。小坂町、厳原町住民のカドミウム摂取量はそれぞれ60、32マイクログラム/日であり、汚染水田復元工事完了前の三分の一となり、通常日本人の摂取量と同等になっていた。また頭髪中カドミウム濃度は二分の一以下に低下していた。工事完了後に出生し、現在8歳児の頭髪カドミウム濃度は工事完了前の同年齢児の半分以下の濃度であった。汚染水田復元工事は地域住民のカドミウム曝露を明白に減少させ健康に好影響を与えていると結論された。
音声言語アプリケーションのための漸進的係り受け解析技術の開発

本研究では、同時通訳や字幕生成などの音声言語アプリケーションによって必要とされる新たな漸進的係り受け解析器を開発した。本解析器は、文節が入力されるごとに、既入力の文節間の依存関係、及び、係り先が未入力の文節に対しては既入力の文節との非依存性を同定する。また、係り先が未入力の文節が複数ある場合は、それらの係り先が同一か否かを同定する。次に、漸進的係り受け解析器の性能改善を目的に、人間の言語処理過程を表出した大規模データを構築し、人間による言語解析の能力や振舞の一端を明らかにした。さらに、話し言葉に対する係り受け解析精度の向上を目指して、係り受け解析と語順整序を同時に実行する手法を開発した。平成25年度は、係りと受けの組に加えて、係り先が未入力の文節については入力済みの文節に係らないことを明示した係り受け構造を任意の時点で出力できる係り受け解析器を開発した。具体的には、以下の【開発ステップ】、【解析実験ステップ】、【応用実験ステップ】を順に実施した。【開発ステップ】従来の係り受け解析手法のうち、代表的な手法を取り上げ、目的の漸進的係り受け解析器に改良可能かどうか、また、その親和性について、手法ごとに定性的な検討を行った。検討結果に基づき、各手法の解析途中結果から、任意の時点で目的の係り受け構造を出力できるように改良した。ただし、単に途中結果を出力するのではなく、入力済み文節には係らない確率を統計的に計算する機構を組み込むことにより、「入力済み文節には係らない」ことを同定する際の精度向上を図った。【解析実験ステップ】係り受け情報付きの講演音声コーパスを用いて解析実験を実施し、開発した各解析器の精度を定量的に比較評価した。実験結果に基づいてフィードバックできる点を考察し、各解析器をブラッシュアップした。【応用実験ステップ】応用実験を行い、実際のアプリケーションに対する各解析器の有効性を評価した。アプリケーションとして、リアルタイム字幕生成のための逐次的な改行挿入手法を取り上げ、開発した各解析器から得られる構文的まとまりに関する情報を利用できるように改良を加えた。講演音声コーパスを用いて改行挿入実験を実施し、係りと受けの組に加えて、係り先が未入力の文節については入力済みの文節に係らないことを明示した係り受け構造を任意の時点で出力することの有効性を確認した。平成26年度は、以下の4つの事項を実施した。(1)係り先が未だ入力されていない文節が複数ある場合、それらの文節の係り先が同じであるか否かを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器を開発した。係り受け情報付き講演音声コーパスを用いて解析実験を実施し、開発した解析器の精度を定量的に評価した。開発した解析器の応用として、リアルタイム字幕生成のための逐次的な改行挿入手法を取り上げ、解析器から得られる構文情報を利用した精度向上について検討した。(2)逐次的な改行挿入手法への応用について検討した結果、(1)で開発した解析器から得られる情報だけでは不十分であり、平成27年度に開発を予定していた係り受け解析器(係り先が未入力の文節に対して、その係り先がどのような文節であるかを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器)が不可欠であると判断し、この開発の検討を前倒して進めた。(3)本科研費において開発する解析器の性能と人間の能力とを比較評価するために、人間の漸進的係り受け解析能力や入力予測能力を測定するWebインタフェースを開発した。このインタフェースでは、1文中の文節が先頭から順に1文節ずつ提示され、それまでに提示された文節列(1文の部分文節列)に対して、被験者が漸進的係り受け解析とテキスト入力予測を施す仕様となっている。(4)漸進的係り受け解析やテキスト入力予測の精度向上を図るための要素技術として、係り受けと語順との関係を考慮し、係り受け解析と語順整序を同時に実行する手法の開発に取り組んだ。研究期間全体を通じて実施した研究の成果は、以下の5点である。このうちの(3)(5)は、最終年度(平成27年度)に実施したものである。(1)係りと受けの組に加えて、係り先が未入力の文節については入力済みの文節に係らないことを明示した係り受け構造を任意の時点で出力できる係り受け解析器(以下,解析器1)を開発した。(2)解析器1を拡張し,係り先が未だ入力されていない文節が複数ある場合、それらの文節の係り先が同じであるか否かを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器(以下,解析器2)を開発した。(3)解析器2を拡張することにより、係り先が未入力の文節に対して、その係り先がどのような文節であるかを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器の開発を進めた。その結果、高い解析精度や入力予測精度を実現するためには、人間による漸進的な係り受け解析の能力や振舞を分析すること、また、語順を考慮した係り受け解析を実現することが先決であるとの結論を得た。(4)上述の漸進的解析器の性能改善を目的に、平成26年度に開発したWebインタフェースを用いて、人間の言語処理過程を表出した大規模データを構築した。

本データの特徴は、新聞記事中の2,502文を対象として、文節が文頭から順に1つ提示されるたびに、それまでに提示された文節列に対して、人間が係り受け解析と入力予測を施している点にある。また、構築したデータを分析し、人間による言語解析の能力や振舞の一端を明らかにした。(5)入力文が読みにくい語順である場合、係り受け解析の精度は低下する傾向にあり、話し言葉に対する係り受け解析精度が低くなる一因となっていた。そこで、話し言葉に対する係り受け解析精度の向上を図ることを目標として、語順と係り受けは相互に関連していることを考慮し、係り受け解析と語順整序を同時に実行する手法を開発した。本研究では、同時通訳や字幕生成などの音声言語アプリケーションによって必要とされる新たな漸進的係り受け解析器を開発した。本解析器は、文節が入力されるごとに、既入力の文節間の依存関係、及び、係り先が未入力の文節に対しては既入力の文節との非依存性を同定する。また、係り先が未入力の文節が複数ある場合は、それらの係り先が同一か否かを同定する。次に、漸進的係り受け解析器の性能改善を目的に、人間の言語処理過程を表出した大規模データを構築し、人間による言語解析の能力や振舞の一端を明らかにした。さらに、話し言葉に対する係り受け解析精度の向上を目指して、係り受け解析と語順整序を同時に実行する手法を開発した。研究実施計画の通り、係り先が未だ入力されていない文節が複数ある場合、それらの文節の係り先が同じであるか否かを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器を開発した。ただし、当初の研究実施計画では、前述の漸進的係り受け解析器をリアルタイム字幕生成のための逐次的な改行挿入手法に応用する予定であったが、応用方法を検討した結果、平成27年度に予定していた漸進的係り受け解析器の開発が不可欠であると判断し、その開発の検討を前倒して行った。また、本科研費において開発する解析器との比較評価を行うため、人間の漸進的な係り受け解析能力や入力予測能力を測定するWebインタフェースを開発した。さらに発展として、係り受け解析と語順整序を同時に実行する手法の開発に取り組んだ。なお、本科研費による研究成果が電子情報通信学会論文誌の2015年4月号に採録されることが決定した。以上より、「概ね順調に進展している」と自己評価した。自然言語処理研究はおおむね順調に進展しており、引き続き、平成27年度の研究実施計画に基づいて研究を進める。具体的には、係り先が未入力の文節に対して、その係り先がどのような文節であるかを明示した係り受け構造を任意の時点で出力可能な係り受け解析器の開発に取り組む。そのために、下記に示す【開発ステップ】、【解析実験ステップ】、【応用実験ステップ】を順に実施する。【開発ステップ】平成26年度に開発した解析器を改良し、「係り先が未入力の文節に対して、その係り先がどのような文節であるかを明示した係り受け構造」を任意の時点で出力可能な解析器を開発する。その際には、テキスト入力予測技術の知見を活用して、解析と予測を繰り返し行い、最終的な収束結果を解析結果とする機構の導入を検討する。また、係り先を予測した際の確信度を出力することを検討する。なお、開発がうまく進まない場合は、CIAIR車内音声対話コーパスや新聞記事コーパスの利用を検討する。これらのコーパスは、ドメインが絞られており、講演データと比べて1文が短いという特徴があるため、係り先を予測しやすいデータと考えられるためである。また、係り先文節(自立語+付属語)の予測が難しいことが判明した場合は、文節内の自立語の予測を試みる。
肥前千葉氏・美濃東氏などにみる東国武士西遷の文化・社会的影響

本研究の目的は、社会史的な視点から、鎌倉時代の武士の地域間ネットワーク支配のあり方や東国の西国への移住(西遷)によって生じた日本列島の社会の変動などを解明することにあった。具体的にとりあげたのは、下総国を本拠とする千葉氏とその一族である東氏のケースなどである。この研究によって以下の諸点が明らかになった。(1)鎌倉幕府成立期に千葉氏が九州各地に獲得した所領の分布は、12世紀末の内乱による軍事占領と当時の交通体系を反映するものである。(2)千葉氏の所領である肥前国小城郡の相続のあり方。(3)肥前に移住する以前の千葉氏による代官支配の実態。(4)遠隔地間の流通・交通において京都や鎌倉が果たした都市機能。(5)千葉氏が肥前に進出する際に用いた宗教政策。(6)千葉氏に従って肥前に移住した家臣たちの系譜。(7)千葉氏が肥前に移住した後も、東国武士社会で権威を認められていた「千葉介」という伝統的称号の使用に固執していた。(8)美濃に移住した東氏が16世紀に至っても、東国の千葉氏と密接な政治的な関係を保っていた。(9)東氏は鎌倉・室町時代をとおして在京することが多く、そのため歴代に歌人・禅僧が輩出している。(10)千葉氏も東氏も西遷に際して京都文化摂取に積極的で、それは特に肥前千葉氏の本拠地である小城の都市景観に顕著である。(9)千葉氏ばかりでなく、その一族である東・白井民も、西遷に際して千葉民一族共通の氏神を伴っており、その祭祀を媒介にして遠隔地にあっても一族としてのアイデンティティを保ち続けた。本研究の成果は、日本社会にたいする自己認識を深める上で是非とも必要な日本社会論・文化論構築のための材料を提供するものとなろう。鎌倉幕府草創期に下総の武士団千葉氏が九州に得た所領について再検討し、その分布と交通体系の関連からみても、平家滅亡後、鎮西守護人として九州各地に占領地軍政をしいた千葉常胤による謀反人跡没官の成果であることを想定した。14世紀までの肥前千葉氏に関する文献史料収集整理の作業をすすめ、当該期における千葉氏一族の九州に於ける所領として、新たに筑前国宗像東郷曲村地頭職・公文職を検出した。また、従来鎌倉時代に肥前小城郡は千葉氏宗像が相伝したものと考えられてきたが、「岩蔵寺過去帳」の検討によって、時胤没後、一時その弟の次郎泰胤の手に帰し、その後時胤の子頼胤の手に戻されたことが想定された。さらに頼胤の子宗胤の没後、その後家「尼明恵(明意)」が地頭となり、子の胤貞が当地に定着するまで在地支配にあたった可能性も指摘できた。小城町の現地調査の成果としては、晴気城跡の山麓に位置する妙台山見明寺に千葉氏時代からの伝世品と思われる木造阿弥陀如来と元禄10年の什物帳が遺存することが確認できた。後者によって、牛頭城内の一郭に勧請された祇園官(現、須賀神社)が近世には当寺の抱社であったことが判明し、戦国期に協調と対立を繰り返した東西肥前千葉氏の存在形態を考える上で興味深い材料をえた。また佐賀県立図書館鍋島文庫所蔵の「徳島系図」によって千葉氏に従って西遷した岩部氏らの系譜が判明。さらに肥前千葉氏が「千葉介」の伝統的称号をもって在地に臨んだことも諸史料から確認できた。下総千葉氏の庶流美濃東氏については、15世紀に至っても幕府の意志を背景に、武蔵千葉氏と密接な政治的関係を保っていたことが文献調査や先行研究の検討によって明らかになった。次年度はこれらの成果を踏まえて西遷の社会的・文化的影響について検討したい。

(9)千葉氏ばかりでなく、その一族である東・白井民も、西遷に際して千葉民一族共通の氏神を伴っており、その祭祀を媒介にして遠隔地にあっても一族としてのアイデンティティを保ち続けた。本研究の成果は、日本社会にたいする自己認識を深める上で是非とも必要な日本社会論・文化論構築のための材料を提供するものとなろう。鎌倉時代における下総千葉氏の肥前小城郡にたいする支配について、中山法華経寺所蔵の『日蓮遺文紙背文書』によって判明した事実から、13世紀半ばの日本列島には、すでに遠隔地所領の資本をもとに替銭によって資金を調達するほどの信用経済が確立していたことや、千葉氏にとって京都が西国の所領経営の拠点としてきわめて大きな位置を占めていたことを明らかにした。なお、千葉氏の都市領主としての完成度の高さは文化面にも反映しており、『源平闘諍録』は、かかる環境の下で13世紀半から後半の時期に作成され、肥前千葉氏に相伝された可能性の高いことを指摘した。美濃に移住した東氏は、西遷以前から蔵人所に出仕して歌道に長じ、中央貴族と一定の関係を結んでいた。承久の乱の勲功賞として美濃国山田庄(岐阜県郡上郡大和町)地頭職を拝領して西遷の後は、歴代が在京人として六波羅探題の指揮下にしたがった。東氏も西遷の際、千葉氏一族の守護神である妙見を美濃に勧請している。現在、大和町に所在する明建神社がそれであり、毎年八月七日には例祭である「七日(なぬかび)祭」が続けられているが、この七日祭における神事は宮座によって奉仕されており、この奉仕者組織と祭礼には下総における千葉氏の妙見信仰の様態が断承されているという。この東氏や同じ下総千葉氏の一族で安芸や若狭に展開した白井氏は、中世後期に至っても妙見信仰を媒介に千葉氏一族としてのアイデンティティを保ち続けており、南北朝内乱の終息後、武士たちは遠隔地散在所領を分配・放棄して拠点地域に支配を集中させて、人と物のグローバルな移動は停滞するようになるが、一族間の精神的紐帯のネットワークは中世を通じて維持され続けたことが明らかである。
＜動態媒質論的法概念＞の探究

本研究の最終年度においては、ドゥオーキンの法概念論の精査を踏まえたうえで、その純一性としての法理論が正義(平等)・公正・適正法定手続をパラメーターとする実践的法概念論であることに着目して理論展開を図った。これは実践における法の動的コンセプションの追求であり、それと連動してドゥオーキンの解釈主義は法の理解における自己反省である。かくして、ここでは解釈的理論とメタ解釈理論との複合体として法のコンセプションが成り立つが、ドゥオーキンにおいてはそれは平等論的法理論とリーガリティ=パラメーター論と解釈理論の間の複合である。このような議論は、その内実において欧米法の伝統たる権力制約条件論に立っている。現代においては法の機能は多元化しているが、その基本はこの条件論にあり、この点で、ドゥオーキンによる法の動的コンセプションの追求は、<権力行使の制約としての法><正義・公正・適正法定手続のパラメーター><純一性という標準>の下で実践的に展開される法のことであり、また、このような実践的な法における道徳的・プロテスタント的態度というメタ理論を伴った平等論的法概念論である。このような見方をさらに一般化すると、法伝統は法概念のパラダイムを規し、それによって法のパラメーターを規定し、またリーガリティの標準を規定していることになる。そして、そこでは、<パラダイム(リーガリティの概念)><パラメーター><リーガリティの標準>の下での動的展開と実質的価値に定位した動的な法秩序の有り様である。換言すれば、それは社会においてこのような動的法が複数展開し合う状態としての法の有り様である。これはドゥオーキンの法概念における解釈学的な異質動態媒体性を示しており、それはさらに、法における解釈的遭遇・拮抗・重合の反復の機序を理論的に示唆している。これが<動態媒質論的法概念>である。今年度は、ロナルド・ドゥオーキンの法理論について、特にその解釈主義的スタンスの意義の再検討を行った。ドゥオーキンは初期の理論化以来、一貫して諸法解釈間の「理論的不一致」を問題としているが、それは単なる法解釈上の異論の認識に止まらず、およそ法概念の理解に係る根本的対立を含むものとして考えられており、それ故に、法のあり方そのものが種々様々に捉えられ主張されて対立するという見方につながっている。このような見地からするならば、必然的に法は固定的にではなく理論的な視点において多様な形で捉えられることとなり、その分に流動的なものとして見られることが明らかになる。ドゥオーキンのこのような主張は解釈主義的であるが、その根本は、実証主義的な法ではなく、解釈実践において変容し分枝する法の存在様式を明らかにするものである。さらに加えて重要な問題は、そのような理論的不一致による法の理解の対立が価値的対立を含んでいることである。つまり、ドゥオーキンの見方では、法の形や内容は一定の価値観と連動して成り立つものであり、またそれ故に価値の捉え方に従ってさらに変化するのであり、ここでも法の流動性はいっそう高まることとなる。なお、このような観点はさらに展開すると、H・グレンが分析した世界の様々な法伝統のあり方の問題に接続する。法を流動的たらしめるその歴史的源泉は、そのもとで法の多様な姿が論じられるところの法伝統のあり方に相対的に依存しているのである。このようなドゥオーキンの見方の再整理を通じて、いわば多重的な流動性を法が抱えること、その流動性が歴史的には様々に形成された法伝統に相対的たりうること、そしてまたそれによって、そこではもはや法を静態的・固定的に捉えることは不可能であることを今年度は確かめることができた。今年度は法概念に係る流動性を含むドゥオーキンの法理論の多角的な再認識のほかに、同じく流動性を評価する二クラス・ルーマンの法システム論も、ドゥオーキン理論との対比において整理する予定であったが、この部分において、ルーマン理論の理解は進んだものの、対比のポイントの析出が十分に確定できなかった。また、トランスレーション・スタディーズとの学問的対話による法の流動性の内在的理解をも行いたかったが、初発的な議論はできたものの、より踏み込んだ検討には至れなかった。ルーマンの理論は法の流動性をシステムのオートポイエーシスにおいて捉えるが、そこでは自己規律的な閉鎖システムという基本性格のうちで動態的に不断に変容し、その内部での様々な主張はその不断の変容の一部として相対的に把握される。問題はおそらく、流動性を捉える視点の内的・実践的性格と外的・認知的性格との相異に深く関わると思われるが、そのさらなる検討が課題である。また、トランスレーション・スタディーズとの学問的対話に関しては、L・ヴェヌッティのぞ構成的・創造的な解釈・翻訳理論が重要な関連性を有することの理解には至ったものの、そこでの解釈・翻訳の構成的特質と法との関わりについては十分に踏み込むことができなかった。今年度は、昨年度のR・ドゥオーキンの解釈主義的法理論の意義の再検討を踏まえて、諸法解釈間の「理論的不一致」がいかに克服され、またそれによりいかに法が活性化されるかという問題を検討した。そこでは、特に「相互作用的理性」(interactive reason)の働きを解明して、法の理論的不一致がより一貫した法の理解へともたらされる認識的通路を明らかにした。

相互作用的理性は、いわゆる実践理性のより多面的な働きを明確化するものであり、その構えと価値的協働、そして新たな統合という段階を踏んで、従前の対立的な法の有り方をより一貫した法の有り方へと転成させる思考動因として機能するものである。その一方で、今年度はまた、解釈的循環の新たな社会構成的機能についても検討を加えた。相互作用的理性は人間における実践的判断の様式であるが、それはより広く人間の時間的で動的な存在様態における「解釈的循環」(hermeneutic circle)の内で働いており、法的空間を拡大してゆく働きを有している。加えてさらに、社会はそのような動態を抱えた人間から成るグループやコミュニティにおいて秩序がいっそう動態的に変化しているので、この解釈的循環は社会のそこかしこで複合的に働き、そのことによってまた社会を構成する動因として機能してゆく。さらにここからは、以上のような二つの契機によって法が動態的に展開されることにおいて、法のシステム・レベルでの動態的変容も主体的な観点から説明されることになる。そこで重要なのは、システムの構造でも機能でもなく、システムの「構制化(structuration)」というマクロ・メゾ・ミクロの各次元での螺旋的でループ的なプロセスである。この点が特に、前年度残された課題であるN・ルーマンの法システム論の再検討の焦点として浮かび上がってきている。今年度はまず、動態媒質的法概念の主体的な契機として重要となると思われる、人間の相互作用的理性の機序を明らかにし、またさらにその基盤となっている人間と社会の解釈的循環プロセスの意義を明確化することができたが、これによって動態媒質的法概念の理論的基礎を固めることができた。また、加えて、このことにより、前年度において残された課題となった、R・ドゥオーキンと同様に法概念に係る流動性を評価する、N・ルーマンのオートポイエーティックな法システム論も、ドゥオーキン理論から展開されることになった相互作用的理性論や社会構成的解釈循環論を基盤とすることによってその意義を見通すことができ、またその際には前年度において必ずしもその意義が明確ではなかったL・ヴェヌッティの構成的・創造的な解釈・翻訳理論の意義も明確になった。もっとも、これらの解明点に係る社会科学的な見地からの補強は未だ必ずしも十分とは言えない面が残っている。特に社会学および政治学的見地からの法の慣習的機能や権威的構造の問題が上記の動態媒質的法概念にいかに関わっているかということのさらなる解明は、引き続き試みなければならない。本研究の最終年度においては、ドゥオーキンの法概念論の精査を踏まえたうえで、その純一性としての法理論が正義(平等)・公正・適正法定手続をパラメーターとする実践的法概念論であることに着目して理論展開を図った。これは実践における法の動的コンセプションの追求であり、それと連動してドゥオーキンの解釈主義は法の理解における自己反省である。かくして、ここでは解釈的理論とメタ解釈理論との複合体として法のコンセプションが成り立つが、ドゥオーキンにおいてはそれは平等論的法理論とリーガリティ=パラメーター論と解釈理論の間の複合である。このような議論は、その内実において欧米法の伝統たる権力制約条件論に立っている。現代においては法の機能は多元化しているが、その基本はこの条件論にあり、この点で、ドゥオーキンによる法の動的コンセプションの追求は、<権力行使の制約としての法><正義・公正・適正法定手続のパラメーター><
固体高分解能NMR-構造生物学への新しい視点

本研究班の成果は大きく分けて、生体分子の三次元構造を(1)非経験的に決定するアプローチと(2)それを経験的に決定しようとするアプローチに分類することが出来る。生体分子の三次元構造の非経験的決定:[^<13>C,^<15>N]二重標識ペプチドを系統的に合成し、4または7化学結合離れた標識原子間距離を回転エコー二重共鳴(REDOR)法により0.02Aの精度で測定出来ることを確認するとともに、トリペプチドに関しては距離情報のみから三次元構造の組立が出来ることを明らかにした(斉藤)。直接化学結合している系ではPakeダブレットの観測が可能で、測定精度が0.002Aの精度における原子間距離測定が可能であることを示した(寺尾)。またJ結合を通じた磁化移動によりペプチド結合の二面体角の新しい決定法を開発し、これに基づく三次元構造の組立にも発展の可能性を示すことが出来た(藤原)。なお、高度に配向させた絹フィブロインまたはその他の高分子系について、化学シフトテンソルの角度依存性をもとにした三次元構造の組立を行い、この目的には極めて良好な方法であることを確認した(朝倉)。生体分子の三次元構造の経験的決定:生体高分子の三次元構造の形成に水素結合が重要な役割をはたしているが、化学シフト変化と水素結合距離の相関データは基礎的データとして重要であることを示すことが出来た(安藤)。さらに、高次構造とシフト相関に関しての^<15>N化学シフトの詳しいデータを得ることが出来た(荘司)。また、バクテリアセルロースにおける複合結晶に関する知見も得ることが出来た(堀井)。なお、光合成細菌におけるクロモフアと蛋白質の相互作用(野澤)、生体硬組織(引地)についても研究を行った。本年度においては、2回の班会議を通じて班員相互の討論を通じて、お互いに連絡を密にしながら以下の3つのグループに分類出来る内容についての研究成果を得ることが出来、相互研究としての実をあげることが出来た。距離情報からのアプローチ:直接結合した原子間の正確な距離測定法に関する新しい方法を提案し、それに伴う種々の誤差要因を評価した(寺尾)。蛋白質の三次元構造解析に関しては、バクテリオロジプシン、エンケファリンなど生合成または化学合成により安定同位体標識を行った後、回転エコー二重共鳴法による距離測定を行った(斎藤)。さらに、セルロース複合結晶の空間分布に関して、スピン拡散挙動からの解析を行った(堀井)。配向系の精密解析:^<12>N-^1H双極子相互作用をオーバートーンNMRにより測定し、蛋白質構造解析へのアプローチを行った(引地)。絹蛋白質を高度に配向させることにより、原子分解能での構造解析を行った(朝倉)。さらに、水素結合系における化学シフトと水素結合の相関(安藤)および、^<15>N化学シフトテンソルの精密測定による構造への適用を行った(荘司)。生体膜系:生体膜を構成するリン脂質のコリン部分の配向状態を選択標識した重水素のHMR信号の挙動から解析することができた(阿久津)。また、光合成細菌におけるクロロフィル-蛋白質の相互作用を、回転共鳴法によって解析することが出来た(野澤)。本研究班の成果は大きく分けて,生体分子の三次元構造を(1)非経験的に決定するアプローチと(2)それを経験的に決定しようとするアプローチに分類することができる。生体分子の三次元構造の非経験的決定:[^<13>C,^<15>N]

二重標識ぺプチドを系統的に合成し,4または7化学結合離れた標識原子間距離を回転エコー二重共鳴(REDOR)法により0.02Aの精度で測定出来ることを確認するとともに,トリペプチドに関しては距離情報のみから三次元構造の組立が出来ることを明かにした(斉藤)。直接化学結合している系ではPakeダブレットの観測が可能で,測定精度が0.002Aの精度における原子間距離測定が可能であることを示した(寺尾)。またJ結合を通じた磁化移動によりぺプチド結合の二面体角の新しい決定法を開発し,これに基づく三次元構造の組立にも発展の可能性を示すことが出来た(藤原)。なお,高度に配向させた絹フィブロインまたはその他の高分子系について,化学シフトテンソルの角度依存性をもとにした三次元構造の組立を行い,この目的には極めて良好な方法であることを確認した(朝倉)。生体分子の三次元構造の経験的決定:生体高分子の三次元構造の形成に水素結合が重要な役割をはたしているが,化学シフト変化と水素結合距離の相関データは基礎的データとして重要であることを示すことが出来た(安藤)。さらに,高次構造とシフト相関に関しての^<15>N化学シフトの詳しいデータを得ることが出来た(荘司)。また,バクテリアセルロースにおける複合結晶に関する知見も得ることが出来た(堀井)。なお,光合成細菌におけるクロモフアと蛋白質の相互作用(野澤),生体硬組織(引地)についても研究を行った。
ナノアンテナ励起局所的円偏光を用いた次世代超高速光直接記録への挑戦

現行の磁気記録速度の100,000倍,記録密度は2Tbit/inch^2以上を実現できる,次世代の超高速・超高密度磁気記録システムを電磁界シミュレーションにより設計した.磁気記録の高速化には円偏光を用いる光直接記録を,高密度化にはナノアンテナにより生成された局所的な円偏光と粒子状の記録媒体を利用する.設計したナノアンテナを試作し,近接場光を用いた世界初のフェムト秒レーザによる磁気記録実証実験に成功した.現行の磁気記録速度の100,000倍,記録密度は2Tbit/inch^2以上を実現できる,次世代の超高速・超高密度磁気記録システムを電磁界シミュレーションにより設計した.磁気記録の高速化には円偏光を用いる光直接記録を,高密度化にはナノアンテナにより生成された局所的な円偏光と粒子状の記録媒体を利用する.設計したナノアンテナを試作し,近接場光を用いた世界初のフェムト秒レーザによる磁気記録実証実験に成功した.1.複素周波数領域の積分方程式法による表面プラズモンの解析計算精度の保証が可能な複素周波数領域の積分方程式法を用いて,ナノスケール金属粒子における表面プラズモンの解析を行った.本手法は,光の波長帯において,任意形状かつ複数の金属粒子に対して信頼性の高い電磁界解析が行えることを明らかにした.金属粒子のモデリングについての検討も行い,表面形状が滑らかな場合,従来より用いられる三角パッチに比べ,曲面パッチを用いることで計算コストを半分程度に低減できることを明らかにした.金属粒子の形状に対する固有モード解析では,従来法であるFDTD法に比べ,最大で数百倍程度の高速化が実現できることを明らかにした.また,超高速並列プロセッサCell/B.E.に対応した解析コードを開発し,積分方程式法を用いた3次元のフルベクトル解析では,汎用のCPUに比べて20倍程度の高速化を実現した.2.光直接記録に向けたナノスケールアンテナの設計現行の磁気記録速度の100,000倍を達成できる光誘起磁化反転において高密度化を実現するため,局所的な円偏光を高効率に生成できるナノスケールアンテナを設計した.円偏光を生成するアンテナは2組のダイポールアンテナから構成され,それぞれのアンテナに誘起される表面プラズモンの位相が90度ずれるようにアンテナ長を選択した.電磁界シミュレーションにより,直線偏光を入射した場合,中央部のギャップにおいてナノメートルオーダの局所的な円偏光が生成できること,入射方向を変えることで右回りと左回りの円偏光を制御できること,磁気記録媒体中においても局所的な円偏光が生成できることを明らかにした.1.高速かつ高精度な電磁界時間応答解析法の開発複素周波数領域の積分方程式法に数値逆ラプラス変換法を併用して,高速かつ高精度な電磁界時間応答解析法を開発した。本手法は,微小金属球の時間応答解析に対して所望の計算精度で厳密界と一致すること,Finite-Difference Time-Domain法と比較することで任意形状物体の解析にも適用可能なことを明らかにした。また,並列計算に大変優れた手法であり,使用する計算機の台数に関わらず並列化効率はほぼ100パーセントとなる。積分方程式法に多重レベルの高速多重極展開法を適用し,並列計算を併用することで,従来に比べて100倍以上の高速化を実現した。本手法を用いて設計したアパチャー型のナノアンテナは,アンテナ中心部において電界強度が増強され,局所的な円偏光が生成できることを電磁界シミュレーションにより確認した。2.超高速・超高密度磁気記録システムの提案現行の磁気記録速度の100,000倍,記録密度は2Tbit/inch2以上を実現できる超高速・超高密度磁気記録システムを提案した。高速化には書き込みに円偏光を用いる光直接記録を,高密度化にはナノアンテナにより生成された局所的な円偏光と粒子状の記録媒体を用いる。ナノアンテナは,アンテナ下部にビークを付け,記録を行う粒子にのみ大きな電界強度が得られる構造とした。粒子状の記録媒体は,密度が2Tbit/inch2を越える粒子サイズと配置を選んだ。提案したシステムでは,記録を行う粒子のみに局所的な円偏光が生成され,隣接粒子との電界強度比が2倍強となることを電磁界シミュレーションにより明らかにした。また,数値結果の検証を試みるために,ナノアンテナの試作および実験を開始した。光直接記録方式による超高速・超高密度磁気記録システムを昨年度に引き続きシミュレーション設計し,主に磁気記録のロバスト性および記録時間短縮の観点からシステムを検証した。また,ナノアンテナを試作し,世界初のフェムト秒レーザによる磁気記録の実証実験に成功した。現行の磁気記録速度の10万倍,記録密度は2Tbit/inch2以上を実現するためにシミュレーション設計した光直接記録システムは,直線偏光のレーザから局所的な円偏光を生成する2組のナノアンテナ対と粒子状の記録媒体から構成した。磁気記録のロバスト性を検討するため,アンテナ位置と記録媒体の相対位置に関する検証を行った。密度が2Tbit/inch2を越えるように記録粒子を配置した場合,アンテナ位置を粒子中心から5nm以内に制御することで,記録を行う粒子にのみ局所的な円偏光を生成することが可能となる。更に,ナノアンテナのサイズ,局所的円偏光の生成時間,および電界強度の関係を検証し,新たな知見を得た。局所的円偏光を生成可能なアンテナの組合せのうち,2組のサイズ差が10nm程度の場合,粒子媒体内における電界を1V/m以上の高強度に保つことはできるが,円偏光の生成に約40fsかかる。

一方,サイズ差が20nm以上と大きくなる組合せにおいては,円偏光の強度は減少するものの生成時間を半分程度に短縮でき,書込みの更なる高速化が期待できる。実証実験では,設計したナノアンテナを制作し,形状実現の観点からシミュレーションにフィードバックする体制を構築した。ナノアンテナは電子ビーム露光により試作を行い,近接場光を用いた世界初のフェムト秒レーザによる磁気記録実証実験に成功した。この実験により166 nm×120 nmの記録マークを実現し,次世代の超高速・高密度磁気記録に向け一連の検証を行った。今年度開発した電磁界時間応答解析法は,多重レベルの高速多重極展開法と並列計算を併用して,従来法に比べて100倍以上高速なシミュレーションが可能となった。提案手法により,アパチャー型のナノアンテナの設計を行い,アンテナ中心部において電界強度の高い局所的な円偏光が生成出来ることも確認した。併せて,現行の磁気記録速度の100,000倍,記録密度は2Tbit/inch2以上を実現可能な磁気記録システムの提案を行った。24年度が最終年度であるため、記入しない。2Tbit/inch2を越える超高密度磁気記録において安定なシステムを実現するためには,記録を行う粒子のみに局所的な円偏光を生成し,隣接粒子との電界強度比を大きくすることが最重要課題である。今年度実現した2倍強の電界強度比を更に大きくするため,粒子媒体のサイズおよび配置,局所的円偏光を発生するアンテナ形状の最適化などを引き続き検討する。また,光直接方式における記録時間の更なる短縮を目標に,記録媒体中に局所的円偏光が作られる過渡状態の解明,粒子媒体と光の相互作用および記録プロセス等を電磁界シミュレーションにより検討する。シミュレーション結果の検証を試みるため,アパチャー型のナノアンテナの試作および実験を開始した。今年度に引き続き,シミュレーションと実験間で相互に迅速なフィードバックを実現できる手法の確立を目指す。