hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
新規高世代多分岐構造を有する機能性ブロック共重合体の精密合成と機能開発

リビングアニオン重合と官能基変換反応を組み合わせた新しい繰り返し法を展開することで、7世代に及ぶ高世代の樹木状多分岐ポリメチルメタクリレートの合成に成功した。得られたポリマーは分子量200万でポリマー鎖508本、鎖末端基512個から構成される超巨大分子であり、分子量分布はMw/Mnが1.02と極めて狭い構造が厳密に制御されている。中心部の分岐は4本、第二世代以降はいずれも2本二分岐している。さらに中心部に加え、すべての結合点が4本に分岐している高密度のポリマー合成を試み、3世代で100万になるポリマーの合成に成功したが、4世代は立体障害のため最外層には、70%しか導入出来なかった。それでも分子量が300万に達し、鎖末端基は736個を数える。次に機能性セグメントを考え、ポリ(2-ビニルピリジン)、ポリ(tert-ブチルメタクリレート)、ポリ(2,3-ジヒドロプロピルメタクリレト)を最外層に導入したポリマーを合成した。これにより、塩基性、酸性、イオン、水溶性をポリマーに付与することに成功し、劇的な溶解度の変化が観察された。上記の異種セグメントの導入が成功したことより、さらに液晶性、光学活性、LCSTを有する感温性を有するメタクリレートポリマーの導入にも成功した。中でも分岐構造や世代がLCSTに与える影響を詳細に検討した結果、中心部にポリメチルメタクリレートが存在すると、予想外に水に対する溶解性が悪く、最外相に80wt-%以上の導入が必須であることを見出し、水溶液中での形態が予想とは異なっていることが明らかになった。LCSTは示すが単独ポリマーに比べ5-7度も低くなることがわかった。得られたポリマーの形態をSAXSで測定し解析すると、楕円球体であることを初めて見出し、世代と共に球体に近づくことを明らかにした。またAFM測定の結果、合成法に基づく形態と内部の分岐点を直接見ることに成功した。この種のポリマーでは世界で初めての画期的な成果である。高世代多分岐構造を有するポリマーの機能化を目的として、疎水性と疎油性を示すパーフルオロアルキル基、塩基性で、アンモニウムカチオンに変換可能なジメチルアミノ基、酸性で、カルボキシレートアニオンに変換可能なカルボキシル基、さらに水溶性で感温特性を有するジエチレングリコールメチルエーテル基の導入を試みた。まず第三世代のポリメチルメタクリレート(PMMA)で構成され、核部分で4分岐、第一層、第二層で各々2分岐の枝を有するデンドリマー様スターポリマーを合成し、最外層のポリマー鎖末端の官能基をすべてベンジルブロミド基に変換した。これにより、ポリマーは32個のベンジルブロミド基を最外層に含むことになる。次いで、上記の機能性基を導入したアルキルメタクリレート誘導体のリビングアニオンポリマーを高真空下で注意深く合成し、ベンジルブロミド化ポリマーに反応させることで、第四世代の多分岐ポリマーの第三層(最外層)に機能性基が導入さることになる。反応はいずれも定量的に進行し、32本のポリマー鎖が結合し、1500-2000個の望み通りの機能性基が最外層に導入されたことより、ポリマーがこれらの機能性基で完全に覆われたことになる。以上の反応が目的通りに進行したことより、疎水性、疎油性、塩基性、酸性、カチオン、アニオン、水溶性、感湿性が付与された新しい樹木状の多分岐ポリマーの合成に成功した。

得られたポリマーはリビングアニオン重合を基として合成していることより、構造が厳密に制御されており、分子量分布が非常に狭い(M_w/M_n<1.03)大きな特長を有している。現在、得られたポリマーの溶液中での形態(ナノオーダの球状が予想される)や機能性分子の溶液による分布の制御に加え、対応する直線状のブロック共重合体を合成して、機能性発現の比較を痍討している。複数の官能基変換が可能な基を有するアニオン開始剤を用い、メタクリレートモノマーのリビングアニオン重合、さらに得られたポリマーの鎖末端に導入された官能基を反応性基に変換し、再び上記の開始剤より重合したリビングアニオンポリマーを反応させる。この反応を繰り返すことで、目的の高世代多分岐ポリマーを合成する。反応が定量的であり、リビングアニオンポリマーを用いているので、得られたポリマーは厳密に鎖や枝分岐構造が制御されたポリマーである。枝の分岐も中心部が2-8分岐、また各世代では2分岐に加え、高密度の4分岐を導入することに成功した。分子量が200万、最大で500万を超える巨大高分子であるが、分布は単分散に近く、上述のように構造は厳密に制御されている。次に機能性を付与するために、第4世代に機能性を有するメタクリレートのリビングアニオンポリマーを反応させることで、水溶性、感温性、塩基性、酸性、イオン、及び液晶性を示す機能性セグメントの導入に成功した。最外層に機能性セグメントを導入したため、機能が発現しやすく、物理的変化(電場、pH、温度)によりポリマーの形態変化が観察された。また水溶性セグメントを導入した両新媒性ポリマーもその挙動は対応する線状ポリマーとはかなり異なることもわかってきた。得られたポリマーのサイズや形態、粘度の分子量依存性、さらにSAXSやLSで測定した結果、直径が30から60nm程度のややひしゃげた楕円形をしている新しい事実も見出した。現在、分子レベルでの相分離構造や分子集合体(ミセル、逆ミセル、単一ミセル、単分子膜や積層膜を検討している。
心肥大促進および抑制因子に関する研究

心臓が肥大してくると、正常心ではごく僅かしか存在しない分子量43kd、等電点(IP)8.3の蛋白質が心筋組織の中に出現してくる。この物質はchicken embryoの心/体重比を有意に増加させる作用を有している。この心肥大は心筋細胞の肥大と共に心筋細胞の増加も引き起こす。これを裏付ける成績として培養心筋細胞(H9C2)を始め横紋筋細胞、fibro-blastに対しても増殖作用を示す。他方心臓が肥大して来る場合、上述の蛋白質が出現して来るとき、正常心筋細胞には充分存在する蛋白成分が減少して来ることが確認された。この減少する蛋白質は等電点7.1および7.4である。このうち等電点7.1の分画は、培養細胞H9C2の増殖に対して抑制する作用を示す。しかしこの分画はpolyclonalの成分より成っており、どのような分子量の物質かは現在検索中である。さて心肥大が引き起こされるとき、等電点8.3、および7.1分画がどのような経時的経過で出現あるいは減少するかについて検索した。一腎動脈狭窄高血圧作成後56週目にIP8.3、43kdの分画はピ-クに至り漸次減少する。一方IP7.1の分画は高血圧発生67週目に一番強く減少し、その後漸次正常の値に復帰してくる。我々は本研究の初めの時期には、IP8.3の分画はISHRには認められないと報告したが、その後の実験で、ISHRでも血圧の上昇を来しまだ安定していない時期には、存在するが、血圧が高値安定したoldのISHRでは消失している。また心筋症ハムスタ-でも心肥大期においては、同様に本物質は存在し、決してラットGoldblatt高血圧心臓に特徴的なものではない。現在本物質のmonoclonal抗体の作成に努力中である。緒言:実験的肥大心より抽出した物質に,心肥大促進作用の有無の存在について検討を加えた.方法はwistar系ラットを用い左腎動脈狭窄を作成.術後3週以降の持続的高血圧により生じた肥大心を使用.対照は正常血圧wistarラット心臓を剔出.生食で洗浄後Protease阻害剤を含むAmmonium bicarbonate buffer(ph7.3)を用いホモジェネート, X100,000g30分遠沈.その上澄みをMillipore filter CX-30を用い30K dalton以上の分画を分離.この分画をincubation9日目の有精鶏卵卵黄内に投与,投与後7日目に胚心臓/胚体重比を測定.次に30k daltonの分画をchromat0focusing法にて細分画に分離.この分離された各分画について,心肥大促進作用を検討.成績:肥大心より得られた30k dalton以上の分画は,対照に比し胚心重量/胚体重比に対し有意の促進作用を示した.胚重量に対しては30k dalton以上の分画は有意な発育促進作用を呈したが(対照として溶媒のみを注射した胚を用う),そこで肥大心及び正常心抽出液のIsoelectric focusinggel電気泳動図を比較したとことろ, pH8.3付近の分画が両者の間に差があることを確認し得た.またこれと同時に, pH7.4付近の分画にも差の存在する可能性が確認し得た.以上のことより, Chromatofocusing法により分離したpH8.3の分画を始め,肥大心で増加する等電点8,7,8.0の分画について各々2μg/0.1m1/eggの割合で鶏卵黄に投与し,胚心重量/胚重量比を比較検討した.

その結果pH8.3の分画には,明かに胚心重量/胚体重比を増加させる作用が認められた.このpH8.3の分画がどのような分子量のものであるかを2次元電気泳動法により分離し,分子量43k daltonであることを確認した.┣緒言┫前年度の報告で、肥大心筋より抽出した分子量43K dalton、等電点8.3の物質の鶏胚心臓肥大促進作用について報告した。今回は本物質の細胞の増殖、肥大促進作用について報告する。┣方法┫Wistar系ラットを用い、左腎動脈狭窄により高血圧を作成し、術後3週以降の持続高血圧により生じた肥大心を使用。この心臓の蛋白成分より、等電点電気泳動法により分離した43K dalton、等電点8.3の蛋白(Fーb)を培養心筋細胞(H9C2)、横紋筋細胞(L6)およびCHL(ハムスターFibroblast)を用いて検討した。培養はH9C2、L6はMediumとしてDーMEM、10%fetal bovine serumを用い、CHL培養にはFー12に10% calf血清を用い、37°C、5%CO_2、48hr.で行った。継代培養した上記3細胞を各々10^4cellを96wellのプレートに接種。これにF6を5×10^<-6>-5×10^<-8>Mの濃度で添加培養を行った。┣成績┫H9C2はラット心筋細胞であるが、培養により増殖を来す。等電点クロマトグラフィーで分離するときはポリバッファーを用いるが、ポリバッファー自体に軽度の培養増殖作用を抑制があるため、上記培養時には、対照にも同じような濃度のポリバッファーを添加した。その結果、F6分画は10^<-7>Mol以上でラット心筋細胞(H9C2)の増殖を促進する作用を示した。一方、L6ラット横紋筋細胞についてみると、10^<-8>Mの濃度の添加により細胞の増殖が認められた。他方、CHL細胞はポリバッファーがある場合には、それによって細胞の増殖が抑制される。しかしこれにF6が添加されると、ポリバッファーによる抑制がプロテクトされることが確認された。┣結論┫前回は、F6分画が鶏胚心臓を大きくする作用について報告したが、この蛋白質はラット心筋細胞、横紋筋細胞に対しても増殖作用を示すことが明らかになった。心臓が肥大してくると、正常心ではごく僅かしか存在しない分子量43kd、等電点(IP)8.3の蛋白質が心筋組織の中に出現してくる。この物質はchicken embryoの心/体重比を有意に増加させる作用を有している。この心肥大は心筋細胞の肥大と共に心筋細胞の増加も引き起こす。これを裏付ける成績として培養心筋細胞(H9C2)を始め横紋細胞、fibroblastに対しても増殖作用を示す。他方心臓が肥大して来る場合、上述の蛋白質が出現して来るとき、正常心筋細胞には充分存在する蛋白成分が減少して来ることが確認された。この減少する蛋白質は等電点7.1および7.4である。このうち等電点7.1分画は、培養細胞H9C2の増殖に対して抑制する作用を示す。しかしこの分画はpolyclonalの成分より成っており、どのような分子量の物質かは現在検索中である。さて心肥大が引き起こされるとき、等電点8.3、および7.1分画がどのような経時的経過で出現あるいは減少するかについて検索した。一腎動脈狭窄高血圧作成後56週目にIP8.3,43kdの分画はピ-クに至り漸次減少する。
空項の意味論／語用論的研究

本研究では、「空項」とよばれる発音されない主語や目的語の本質を解明することを目指した。空項の分析は、PF削除やLFコピーを用いた広義の統語部門での操作を用いたものが主流であるが、本研究では、これらの分析では説明できない例を示し、意味論/語用論的観点からの分析を行った。具体的には、空項は文脈で卓立した属性を表し、スコレーム化選択関数によって不定名詞的に解釈されるという分析を提案した。この研究では、発音されない主語や目的語(空項)の本質を解明することを目指す。近年、空項はPF削除やLFコピーを用いた広義の統語部門での分析が主流である。本研究では、これらの分析では説明できない例を示し、意味論/語用論的観点からの分析を試みる。本研究に着手した時点では、選択関数を用いて空項を分析することを考えていたが、より一般的なスコーレム関数を用いて分析することにした(選択関数はスコーレム関数の特別型)。具体的には、空項は、[D[NP]]の内部構造を持ち、Dの主要部の関数fが生起する。そして、NPが文脈で卓立した関係と解釈される場合にはfはスコーレム関数とみなされ、NPが文脈で卓立した属性と解釈される場合にはfは選択関数として機能する。これにより、統語的な操作では扱えなかったケースも扱えるようになる。27年度は、量化解釈をうける空項の作用域について研究した。空項の代表的な先行研究であるTakahashi (2007)では、量化解釈を受ける空項を含む文の作用域解釈が、先行文のそれと平行的であることから、空項を省略現象(PF削除またはLFコピー)であると分析している。これに対し、本研究では以下の結論に到達した:(i)Takahashiで報告されている作用域平行性は、主語と目的語がともに数量詞のケースが問題にされており、この点においてはTakahashiは正しい、(ii)しかし、量化的に解釈される空項が否定や内包述語、条件節と作用域関係を持つ場合には、先行文との作用域が平行的にならない、(iii)従って、常に作用域平行性が観察されるわけではないので、空項は必ずしも省略現象とは言えない。海外ジャーナルに投稿し、1月に審査結果が届いた。こちらの基本的な主張は受け入れられたが、大幅書き直しを求められた。現在、その修正作業に着手できていない状態であるので、「(3)やや遅れている」とした。本研究では、「空項」とよばれる発音されない主語や目的語の本質を解明することを目指す。空項の分析は、PF削除やLFコピーを用いた広義の統語部門での操作を用いたものが主流であるが、本研究では、これらの分析では説明できない例を示し、意味論/語用論的観点からの分析を行う。具体的には、空項は文脈で卓立した属性を表し、スコレーム化選択関数によって不定名詞的に解釈されるという分析を試みる。28年度は、空項の先行詞がない2つのケースの研究を行った。ひとつは深層照応とよばれるもので、言語的に先行詞は存在しないが、視覚的に利用可能なケースである。例えば、図書館に3冊の言語学の新刊書(B1B3)が陳列されていて、言語学の教員Aと同僚Cがこれらを目にし、AがCに「(1)うちのほとんどのゼミ生は、もし[ ]安かったら[ ]買うのに」と言った。Aのゼミ生は5人(S1S5)いて、S1は統語論に興味をもっているからB1を、S2は意味論に興味を持っているからB2を、S3は音韻論に興味を持っているからB3を、それぞれ安かったら買うとしよう。この状況で(1)は真と解釈される。ここで重要なことは、空項[ ]は条件節より広い作用域をとるが量化詞より下で解釈される点である。この事実はスコレーム化選択関数を用いることによってうまく捉えられる。空項の先行詞が存在しないもう一つのケースは、「(2)ほとんどの競輪選手はレース前に入念に自分の自転車を点検するが、ほとんどの競艇選手はあまり[ ]点検しない」のような例である。この解釈は意味的含意関係と語用論的推論によって得られる。(1)や(2)が統語論的な操作で説明できないことは明らかであり、意味論/語用論的は説明の妥当性を示している。昨年度、国際ジャーナルに投稿し、1度目のmajor revisionを求められた。その際、修正に時間がかかり、提出期限の延長を請求し認められた。そのため予定より進捗状況は遅れている。今回(29年4月)2度目のmajor revisionを求められた。具体的には形式的連結問題(formal link problems)とよばれる問題への対応と、28年度に行った作用域平行性の問題の精緻化を求められている。いずれも査読者から具体的な方向性・解決案を示唆されているので、それに沿って改定する予定である。今後も修正要求がくる可能性は十分あるが、その都度査読者のコメントに対応していく。

具体的には、空項は文脈で卓立した属性を表し、スコレーム化選択関数によって不定名詞的に解釈されるという分析を提案した。最終年度にあたる29年度は、全体のまとめを行った。本研究での主な成果は以下の5点である。(1)空項は不定名詞相当と分析されるべきであり、スコーレム化選択関数により適切な解釈が導出される。(2)選択関数を用いるべき独立の根拠が存在する((i)下降含意量化詞が先行詞となる場合、空項が適切に解釈されない、(ii)中間作用域をとることができる)(3)先行詞が存在しなくても空項解釈が可能な場合がある((i)深層照応が可能、(ii)bridging(橋渡し)含意による解釈が可能)。(4)先行文との間の作用域の平行性は常に観察されるわけではなく、観察されないケースはスコーレム化選択関数の使用から自然に導かれる。(5)ただし項間にみられる作用域平行性に関しては、統語的な平行性が求められる可能性がある。ここで特に重要なのは、PF削除またはLFコピーのような統語的分析では(2)-(4)が説明できないという点である。また、(5)については、本研究期間内で統語論に基づかないアプローチを様々検討し学会等で発表したが、いずれも納得がいくものではなく、最終的には統語的平行性を受け入れるという結論に至った。その上で、空項を含む文とその先行文における作用域の平行性を保証する統語的制約は、単に空項が関わる場合にのみ成立するのではなく、英語の動詞句削除構文など省略現象一般に当てはまる制約であるということを示した。本研究では、「空項」とよばれる発音されない主語や目的語の本質を解明することを目指した。空項の分析は、PF削除やLFコピーを用いた広義の統語部門での操作を用いたものが主流であるが、本研究では、これらの分析では説明できない例を示し、意味論/語用論的観点からの分析を行った。夏期休暇中には修正作業を終え、再度投稿する予定である。また、日本言語学会第152回大会(2016年6月26日、慶応義塾大学)で坂本裕太氏(コネティカット大学大学院)、船越健志氏(国立国語研究所)とともに「日本語の空項:理論的変遷と今後の展望」というワークショップを開催する。そこで得られた知見を上述の修正に活用する予定である。上記投稿論文の修正を優先的に行う。また、第1ドラフトでは扱っていたが、紙幅の関係で査読者から削除を求められた議論や関連するデータがいくつかある。最終年度である29年度は、これらを別の形でまとめて出版できるよう努める。形式意味論研究費予算案の中に、資料整理および論文作成の効率化のための大型デスクトップパソコンを計上していたが、他の業務等の関係で、旧来のパソコンを使用し続けたため年度内での購入が遅れた。海外(北米)での学会に参加予定であったが、投稿論文の修正を優先したため、参加しなかった。そのため予算を執行できなかった。新年度すでに、申請時に記載した大型のデスクトップパソコンを購入した。
電気化学的単一細胞呼吸計測技術を応用した細胞間ネットワーク解析

本研究では、電気化学的呼吸計測技術を応用した非侵襲的細胞間ネットワーク解析システム構築のための基盤技術開発を目的とした。酸素の還元電位を検出するマイクロ電極をプローブとする走査型電気化学顕微鏡(SECM)をベースに高精度の細胞呼吸計測システムを構築し、哺乳動物卵子を単一細胞のモデル系に活性が極めて低い単一細胞呼吸解析システムの開発を目指し、以下の研究成果が得られた。1.高精度単一細胞呼吸計測システムの開発と性能評価:単一卵子の酸素消費量(呼吸)を安定して計測できるマイクロ電極を開発した。単一細胞呼吸計測のための専用計測液を作製し、高精度マイクロ電極を装備したSECMと測定液等の要素技術を統合した「高精度細胞呼吸計測システム」の開発に成功した。2.呼吸計測の有効性検証:「高精度細胞呼吸計測システム」を用いて、マウス、ウシ、ブタ等の単一未成熟卵子の呼吸量計測に成功するとともに、卵子成熟過程における呼吸量変化の解析が可能となった。生物学的解析により、呼吸計測システムの有効性が示された。3.細胞間ネットワーク解析システムの構築:卵子成熟過程において、卵丘膨化に伴う卵丘細胞-卵子間相互作用と呼吸活性との関係を解析した結果、卵丘膨化に伴い卵丘細胞と卵子の呼吸能が変化することが明らかになった。本研究では、電気化学的呼吸計測技術を応用した非侵襲的細胞間ネットワーク解析システム構築のための基盤技術開発を目的に、酸素の還元電位を検出するマイクロ電極をプローブとする走査型電気化学顕微鏡(SECM)をベースに高精度細胞呼吸計測システムの開発を目的とした。本年度は、以下の研究成果が得られた。1.単一細胞の呼吸計測を目的にマイクロ電極の感度向上を試みた結果、酸素の還元条件下-0.6V、計測レンジ1nA、電流値-0.2-1.0nAの感度で計測可能なマイクロ電極の作製に成功した。2.高感度呼吸計測のための測定液のベースとなる培養液の探索を行った。その結果、培養液の組成によりマイクロ電極の計測感度が異なること、胚培養用のTCM199培地及びHTF培地が呼吸計測に適することが明らかになった。3.高感度マイクロ電極とTCM199又はHTF培地を用いてマウス、ウシ、ブタの未成熟卵子の呼吸量を計測した。その結果、全ての動物卵子の呼吸計測に成功すると共に、卵子成熟過程における呼吸能変化のモニタリングが可能であった。以上、走査型電気化学顕微鏡を用いた単一卵子(細胞)呼吸計測の基盤技術が確立できた。
アーベル多様体のモジュライ空間の階層構造及び葉層構造の研究

アーベル多様体のモジュライ空間は広範な応用のある重要な研究対象である。本研究では正標数の体上のその空間内の様々な階層構造や葉層構造の記述や関係性に取り組み、特に、EO階層の一般元のNewton polygonの決定や、超特異軌道に入るEO階層の構造の決定に成功し、また関連する多様体の研究も行った。主偏極アーベル多様体のモジュライ空間は、代数幾何学や整数論において、大きな成果をもたらしてきた最も重要な空間の一つである。この空間の研究は長い歴史があるにも関わらず、多くの未解決問題が残されており、更なる研究が期待されている。私はその空間を特に正標数の体上で調べてきた。Oortらの先行結果により、このモジュライ空間には自然な階層構造: Ekedahl-Oort階層とNewton polygon階層が入ることが分かっていた。私の主な研究対象はこの2つの階層構造の関係(つまり交叉について)である。何時交わるのか、交わりはどのようになるのかを調べている。昨年までの主な結果の一つは、各Ekedahl-Oort階層の(任意の)一般元のNewton polygonの決定であった(来年度、出版予定)。これがOortのある予想と同値であることを示した論文は本年度に出版された。本年度の成果は、その結果の偏極無し版の定式化、及びその証明である。詳しく述べると、p-可除群に対し、そのp-核のタイプから、そのNewton polygonを評価(最良の評価)する純組み合わせ論的アルゴリズムを与えることが出来た。偏極が無い時は、主偏極アーベル多様体のモジュライ空間のような良いモジュライ空間が無いことが一つの障害であったが、VasiuのT_m-actionのアイデアを用い、BT_1-群やp-可除群の族を上手く扱うことで解決することができた。これは研究実施計画の最初の項目として挙げていた課題であった。Central leavesの境界やisogeny leavesの明示的な表示等のその他の課題に関して、いろいろな実験的な計算も行った。しかし、出来ているのは未だ比較的取り扱い易い部分だけであり、その他の場合の計算は複雑さが増し、統一的な現象を未だ捉えきれていない。来年度の主な課題として引き続き取り組む予定である。正標数の偏極アーベル多様体のモジュライ空間は代数幾何学、数論幾何学に於いて重要な研究対象である。そのモジュライ空間にはcentral streamと呼ばれる特別な部分多様体が入っており、その配置が重要であるため、その研究を行った。低次元の場合や小さな同種の場合等、具体的な計算が可能な場合には証明ができるようになってきている。しかし、一般の場合は技術的に難しいところが残っており未だ解決には至っていない。23年度も引き続き取り組んで行きたい。低次元の場合のジーゲルモジュラー多様体の階層構造の研究も行った。種数4までは満足のいく結果を得ることができた。つまり、Ekedahl-Oort階層、Newton polygon階層の交わり具合が分かり、交わりが正則になっていて、それによりモジュラー多様体の「舗装」ができていることが証明できた。近く論文を作成し出版したいと考えている。Ekedahl-Oort階層の一般元のNewton polygonの決定はOort予想呼ばれるが、その偏極なし版の論文に修正等を行った:査読付き論文集に採録されることが決定した。22年度の主な成果として、Deligne-Lusztig多様体の構造、定義方程式およびアファイン性についての結果を挙げる。22年度例外群G2に対するDeligne-Lusztig多様体の構造を調べた。今回、G2に対するDeligne-Lusztig多様体の定義方程式を与え、その全てがアファインであることを証明することができた。Rapoport-OrlikはG2のDeligne-Lusztig 3-foldはアファィン性を彼らの論文で問題として挙げていた。Orlik-Rapoportがアファインでないと予想していたG_2のDeligne-Lusztig多様体について定義方程式等を与え、予想に反しアファインであるという結論を得た。更にその手法が適用できるdistinguished Deligne-Lusztig多様体と特徴付けを行い、新しいアファイン性の判定法を与えることができた。論文も完成し、投稿した。また、正標数の体上の偏極アーベル多様体のモジュライ空間についても引き続き研究を続けている。Ekedahl-Oort階層の一般元のNewton polygonの決定はOort予想呼ばれるが、その偏極なし版の論文が昨年度出版された。数年間調べている、上のモジュライ空間に入るcentral streamと呼ばれる特別な部分多様体の配置についてであるが、多くの計算を行い基本的なデータを集めている。24年度も引き続き取り組み、まとまった結果を出せればと思っている。低次元の場合のジーゲルモジュラー多様体の構造にも興味があり、地道に研究を続けている:種数4以下の場合、Newton-polygon階層とEkedahl-Oort階層による「舗装」ができることに関しては、証明ができており、今年度中に論文を作成し出版できればと考えている。

本年は、主偏極アーベル多様体のモジュライ空間に入る葉層構造の研究を主に行った。葉層構造とは上記モジュライ空間の(無限個あるかもしれない)leavesへの自然な分割のことである。それぞれのleafの境界の決定はこの分野の大きな未解決問題であり、他の分野とも関わる重要な課題である。これまでleavesの境界については殆ど分かっていなかったと言える。しかし、本年の研究により大きく理解を進めることができた。特に傾きが2つしかない時は、境界はleafの取り方に依らないと予想し、大体の証明ができていると考えている。傾きが沢山ある時も、美しい定式化を発見し、正しいと期待している。ただ、もちろん、これから、詳細をしっかり埋める必要がある。また、偏極無しの場合の定式化やその証明のアイデアも具体的にあり、うまくいけば論文を近いうちに出せると考えている。オランダ・ユトレヒト大学のFrans Oort教授を9月に訪問し、彼との議論の中から、上に書いたような大きな進展が得られた。Distinguished Deligne-Lusztig多様体のアファイン性の論文については、査読者からのコメントに従い修正を行った。近いうちに出版されると期待している。代数群の有限環値点として得られる有限群の共役類を分類や、その表現の指標の計算を修士の学生と共に行っており、比較的簡単な場合には計算することができた。近いうちに論文にしたいと考えている。アーベル多様体のモジュライ空間の構造に関しては纏まった結果が出たわけではないが計算は進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。基本的には、多くのアイデア等を試し、地道に計算を積み重ね、突破口を開いたり面白い現象を見つけたりするより他ない。国内外の研究者との意見交換は、新しいアイデアを得る最もよい方法である。p-進代数群の表現論の集会を企画している関係でのp-進代数群の表現論の勉強・研究を始めており、その方面からの知見も活用できればと考えている。
スピン操作分子立体配置制御と磁場誘起現象

(1)固体酸素及びその窒素混合系における、スピン格子相関の解明と磁場誘起相転移について調べるために、ファイバーブラッググレーティング技術を用いた磁歪計測を130 Tまでお超強磁場中で行った。また、10 Tまでの弱磁場領域で発見されたα酸素の負の磁歪について詳細に調べるためにハイブリッド磁石を用いた定常磁場中の実験も計画し、実施した。その結果、αーβ相転移近傍の温度で負の磁歪効果が顕著になることが分かり、現在、その微視的なスピンー格子相関についてスピンフロップ転移との関連について検討している。さらに、磁場中のアニール効果についても調べた。単結晶化には成功しなかったが、磁歪に明らかなアニール効果が観測され、結晶ドメインの制御効果によるものと考えている。これらの成果は1年以内に論文として出版を予定している。(2)有機スピンラダーBIP-TENOについては、100 Tまでのマイクロ秒の高速強磁場において新規な1/3プラトーが発見され、ミリ秒の磁場掃引では現れないという特異な挙動が明らかになっていた。今年度、この効果が格子のダイナミクスによって支配されていることを明らかにするために、磁場掃引速度を段階的に変化させることが可能なパルス磁場装置を構築した。またそれを用いることで、最高20 Tのパルス磁場においては、パルス幅が約1ミリ秒を閾値として、それよりも長いパルス幅の場合にのみ格子の収縮が観測されることが明らかになった。このことから、発見された1/3プラトーは、高速磁場掃引で磁歪を抑制した準安定格子で出現する新規なスピン秩序であることが明らかとなった。これは有機分子磁性体特有のスピンー格子分離による新規現象であり、論文として出版の準備を行っている。(3)さらに、スピン格子結合の観点からカゴメ格子スピン系volborthiteについても磁歪計測を行い新規な格子収縮を発見した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度の研究計画に沿って、実績の概要を以下に示す。(I)固体酸素の磁歪測定:100テスラを超えるパルス磁場中の磁歪測定手法は確立していないため、FBG(ファイバーブラッググレーティング)による磁歪測定のための技術開発を行った。固体酸素への適用の前に、より測定が容易と考えられる酸化物磁性体の結晶を用いて150 Tまでで試験的測定を行った。その結果、低温において0.1%程度の磁歪が測定可能であることが確かめられ、酸素で期待される結晶変形を捉えることが可能であることが分かった。(II)固体酸素のX線回折:酸素を低温で凝縮させ、その場でX線回折をとる技術を開発し、常圧でのα相、β相、γ相それぞれで回折パターンを測定することができた。これは、SPring-8でパルス磁場下でのX線回折を測定するために要素技術である。また、酸素に窒素を混入させることで磁場誘起相転移の転移磁場を制御可能である可能性を発案し、酸素ー窒素混合系の結晶状態の把握がX線回折で詳細に可能であることが確かめられた。今年度はX線回折で結晶性を確認した混合系(O2:N2 =7:3)について磁化測定を行い、純酸素で約120 Tで観測される相転移が、133 Tまでに観測されないという結果を得た。再現性の確認が必要であるが転移磁場の制御が確認されれば重要な成果となる。(III)固体酸素、液体酸素における磁気熱量効果測定:磁気熱量効果測定については50 Tまでの比較的低磁場領域のαーβ、またはβーγ相転移の相境界をはじめて決定できた。θ相を含む相境界での磁気熱量効果測定には光学的手法を適用するが、センサーとして用いる予定であるCdMnTe結晶の発光スペクトルの評価を行った。100 T以上のパルス超強磁場における磁歪測定技術は世界的にも確立できてなかったが、今年度、信頼性の高い測定に成功した。このことから、研究目的の1つである固体酸素の磁場誘起構造相転移の観測が、残りの研究期間で十分可能であると見込まれる。X線回折実験においても、凝縮した酸素の回折パターンを様々な温度で測定出来る技術が開発できたため、パルス強磁場実験への応用、及び、窒素混合系への展開へと研究が着実に進展していると判断される。固体酸素の磁場ー温度平面でのαーβ相境界、βーγ相境界はこれまで長年の研究で不明であったが、磁気熱量効果から決定できた。また、従来の磁化測定などで相境界が検知できなかった原因についても明らかにしており、学術的価値が高い成果である。平成29年度の研究計画に沿って、実績の概要を以下に示す。(1)固体酸素の窒素置換効果と磁歪測定:高速歪み測定が可能なファイバーブラッググレーティング(FBG)を用いて精密に固体酸素の磁歪を測定することに成功した。それにより従来報告のない特徴的な負の磁歪をα相に発見した。酸素分子は反強磁性的に結合しているために交換磁歪機構からは正の磁歪のみが期待されるため、負の磁歪の発現機構は興味深く、その解明が今後必要である。α相から温度を上げて現れるβ相では磁歪は正であることも確かめられた。さらに、125 TまでのFBG実験からαーθ相転移に起因する構造変化がはじめて検出された。これは、構造相転移を直接示す初めての成果である。

窒素置換系では結晶性の窒素濃度依存性について検討した。(2)固体酸素のX線回折: 24 Tまでのパルス強磁場中におけるα酸素のX線回折実験を行った。従来の報告が7.5 Tまでであることから3倍以上に磁場範囲を拡張した。FBG実験で確かめられた磁歪と整合する歪みが観測されたが、その大きさは過去の巨大磁歪の報告と比べて一桁小さい。定常磁場中でのX線回折実験も5 Tまで行い、今回の実験結果が信頼性の高いものであることを確かめた。(3)有機分子磁性体BIP-TENOの精密温度制御下での磁気特性: BIP-TENOの磁化過程における精密な温度依存性を調べたが、高速磁場掃引でのみ観測される特徴的な磁化過程は温度の影響を大きく受けないことが明らかとなった。そのため、スピン系の温度が極端に下がったために新たな磁気構造が安定化するという機構は実験結果と整合しないことが分かった。磁歪測定からはスピンギャップの閉じる磁場以上で顕著な結晶の収縮がはじめて観測できた。これより、スピン格子結合が特異な磁化過程の理解に最も重要である。・酸素のX線回折実験、及びファイバーブラッググレーティングによる磁歪実験をパルス強磁場で行う事に成功し、X線回折については従来の磁場範囲を3倍以上拡張した。その結果、過去の巨大磁歪の報告と整合しない新たな振る舞いを観測した。α酸素では低磁場領域で非自明な負の磁歪を示すことが明らかとなり、これは固体酸素のスピン格子結合の理解に重要な現象である。また、FBG実験では125 Tまでの磁場中ではじめてθ酸素への構造変化を直接的に捉えることに成功した。・有機分子磁性体に関してもBIP-TENOではじめて強いスピン格子結合を示す磁歪の観測を強磁場中で発見し、分子性固体特有の分子立体配置の磁場による変化が生じていると期待できる。また、S=1のBIP-TENOと類縁物質であるS=1/2のBIPーBNOでは、スピンラダーとしての期待される磁化過程が起こることを確かめ、BIP-TENOが特異であることを間接的に検証できた。以上の成果は本研究の研究目的に沿うものであり、研究を順調に遂行していると考えている。(1)固体酸素及びその窒素混合系における、スピン格子相関の解明と磁場誘起相転移について調べるために、ファイバーブラッググレーティング技術を用いた磁歪計測を130 Tまでお超強磁場中で行った。また、10 Tまでの弱磁場領域で発見されたα酸素の負の磁歪について詳細に調べるためにハイブリッド磁石を用いた定常磁場中の実験も計画し、実施した。その結果、αーβ相転移近傍の温度で負の磁歪効果が顕著になることが分かり、現在、その微視的なスピンー格子相関についてスピンフロップ転移との関連について検討している。さらに、磁場中のアニール効果についても調べた。単結晶化には成功しなかったが、磁歪に明らかなアニール効果が観測され、結晶ドメインの制御効果によるものと考えている。これらの成果は1年以内に論文として出版を予定している。(2)有機スピンラダーBIP-TENOについては、100 Tまでのマイクロ秒の高速強磁場において新規な1/3プラトーが発見され、ミリ秒の磁場掃引では現れないという特異な挙動が明らかになっていた。今年度、この効果が格子のダイナミクスによって支配されていることを明らかにするために、磁場掃引速度を段階的に変化させることが可能なパルス磁場装置を構築した。
ラオス・ポンサーリー県におけるチベット・ビルマ系危機言語の研究

本研究では、(1)ラオス北部のポンサーリー県で話されているチベット・ビルマ系危機言語のうち、人口が非常に少ないために早急の調査が必要な3言語、ポンセット語(推定人口約数百人)、クー語(推定人口約3000人)、ムチ語(推定人口約3000人)を対象に、語彙調査、文法調査、テキスト収集・分析を行うことにより、3言語の全体像を捉えるドキュメンテーションを行い、(2)この3言語の周辺で話されている多数派言語の語彙調査を行うことにより、言語接触的状況を明らかにしたうえで、3言語を言語系統的に位置づける。
思春期の社会的経験を通してコミュニケーション能力が成熟する神経機構

ヒトなどの社会的動物では、思春期における社会的経験が、その後の価値判断やコミュニケーション能力に大きい影響を与えることが知られる。しかし、ヒトに適用できる実験には限界があり、思春期の社会的経験が脳にどのような影響を与えて、その後の精神疾患や社会性障害を引き起こすのか、その詳細は不明である。そこで、本研究では、ヒトと類似の言語的コミュニケーションを通して他者と緊密な社会的結合を形成するキンカチョウという鳥に、種々の神経科学的手法を適用し、思春期における社会的経験がその後のコミュニケーション能力を成熟させる神経機構を細胞レベルで探究する。
黄色ブドウ球菌のロイコンジン及びγ-ヘモリジンの構造と活性発現の相関に関する研究

黄色ブドウ球菌の白血球崩壊毒素ロイコシジン並びに赤血球崩壊ガンマヘモリジンは、それぞれ2成分蛋白質(HγIとHγII)および(FとS)から構成され、それぞれの発現には各々2成分が必須である。平成6年度内に以下の事実を明らかにした。1.両者はF成分を共通の成分として持ちSとHγIIは血球認識のための蛋白質である。2.ロイコシジンS成分のC末端領域トリプトファン残基がGMIとの結合に重要な残基である。3.HγII成分における217番目のアルギニン残基が赤血球崩壊活性に重要なアミノ残基である。4.赤血球崩壊過程に於けるF成分及びHγII成分の血球膜への作用順位並びに両成分の膜上での会合実験の結果、ロイコシジンにおいてはS成分の初発の白血球への結合が続いて起こるF成分の結合と生物活性に必須である。ガンマヘモリジンへは、それとは反対にF成分の初発の赤血球への結合が赤血球崩壊活性に必須である。
金属ナノファイバー構造化による金属ナノテキスタイルの創製

金属ナノテキスタイルは、金属ナノ粒子と同様に高い比表面積を有する三次元構造体であり、担体に固着することなく使用できるため、高導電性ナノ粒子担体や、蓄電池用活物質の集電体など、金属ナノ粒子では実現できなかった、新たな用途への展開が期待できる。本研究では、金属ナノワイヤ構造化による金属ナノテキスタイル創製のための基礎研究を行う。・磁場中液相還元法によるNiナノワイヤ不織布の創製混成電位測定による浴の還元力評価、および水晶振動子マイクロバランス電極による金属析出速度評価により、金属ナノ粒子・ナノワイヤ形成プロセスのモニタリングを試みた。その結果、pHおよび錯化剤添加による金属析出速度制御や、核形成剤添加による核形成頻度の制御を行うことで、高アスペクト比を有するNiナノワイヤが三次元的に絡まりあったNiナノワイヤ不織布の創製に成功した。・金属ナノワイヤ不織布の蓄電池電極材料への応用高容量、高サイクル特性、高レート特性を有するリチウムイオン蓄電池高性能化に向けた、新たな電極設計である「統合型電極」を提案した。統合型電極は、nmオーダーの厚みで活物質が被覆された金属ナノワイヤが三次元的に絡まりあった不織布構造を有している。すなわち、金属ナノワイヤ自体が大きな比表面積を持った集電体の役割を示し、リチウムを取り込む物質で表面被覆することで、反応のための大きな表面積を保持している。これにより、体積膨張/収縮に伴う歪の十分な緩和能力を持つ三次元ネットワーク構造を作製することができ、バインダーおよび導電助剤を用いることなく、Li挿入脱離に伴う体積変化に適した空隙および十分な電子/イオン供給パスを構築し、高容量、高サイクル特性および高レート特性を実現できると考えられる。これを実証するため、NiO被覆Niナノワイヤ不織布を作製し電池試験を行ったところ、従来の合剤電極と比べ、優れたサイクル特性を示すことが見出された。本申請で提案した金属ナノテキスタイル(金属ナノワイヤ不織布)の創製に成功しただけでなく、金属ナノワイヤ不織布を用いた応用研究にも着手し、Liイオン電池負極など電極材料への応用にも目途が立ってきている。ここでの成果は、新しい金属電極材料として今後大いに期待でき、2013年3月21日に特許を出願した。本研究では、金属ナノファイバー構造化の研究を進め、金属ナノテキスタイル創製のための基礎研究を行う。・Niナノワイヤ形成機構の電気化学的解析金属ナノワイヤの形成過程が、金属のカソード析出および還元剤のアノード酸化の同時反応に帰結されることに着目し、浴中の混成電位をその場測定することで、金属析出反応の駆動力を定量的に評価した。また、作用極に水晶振動子マイクロバランス(QCM)を採用することにより、反応の終点を評価できることを明らかにした。これら電気化学in-situ測定に基づいて、金属ナノワイヤ形成機構を提案し、表面が平滑であり、高アスペクト比を有するNiナノワイヤの作製に成功した。Co-Niナノワイヤ形成時において,Niとの合金化により、Co-Niナノワイヤの線径は劇的に微細になった。これはCoとNiの酸化還元電位が比較的近いことから、貴金属塩を添加した場合の優先的な核形成による微細化機構では説明できない現象である。そこで、上記の電気化学in-situ測定法を適用し、さらに金属ナノ粒子形成時に進行する酸化還元反応の部分分極曲線をEQCM法を用いて測定した。その結果、NiはCoと比べ、還元剤(ヒドラジン)の酸化反応および金属析出反応に対する触媒活性が低いことがわかった。このことから、Ni合金化によりナノワイヤが微細化した理由は、Niがナノワイヤ成長のインヒビターとして作用したためだと結論付けることができた。また、これら金属表面で進行する電気化学反応は、金属ナノワイヤの形態だけでなく、合金組成分布および結晶構造に大きく影響することが明らかになった。

これにより、体積膨張/収縮に伴う歪の十分な緩和能力を持つ三次元ネットワーク構造を作製することができ、バインダーおよび導電助剤を用いることなく、Li挿入脱離に伴う体積変化に適した空隙および十分な電子/イオン供給パスを構築し、高容量、高サイクル特性および高レート特性を実現できると考えられる。これを実証するため、NiO被覆Niナノワイヤ不織布を作製し電池試験を行ったところ、従来の合剤電極と比べ、優れたサイクル特性を示すことが見出された。CoとNiそれぞれの金属上での酸化還元反応の電流密度を実験的に計測し、各金属の触媒活性を実験的に定量化することで、Coナノワイヤ形成におけるNi添加効果についての機構を明らかにした。また磁場中でNiの無電解析出を行うことでNiナノワイヤが形成することを、その機構も含め明らかにした。特に後者の研究については、米国物理学会のバーチャルジャーナルに選ばれるなど、高く評価された。最近では、形成機構に基づいた反応浴の設計により、金属ナノテキスタイルの試作にも成功しており、Liイオン電池負極など電極材料への応用にも目途が立ってきている。これらの成果から、研究はおおむね順調に進展していると考えている。本申請で提案した金属ナノテキスタイル(金属ナノワイヤ不織布)の創製に成功しただけでなく、金属ナノワイヤ不織布を用いた応用研究にも着手し、Liイオン電池負極など電極材料への応用にも目途が立ってきている。ここでの成果は、新しい金属電極材料として今後大いに期待でき、2013年3月21日に特許を出願した。H24年度は、本研究で得られたこれらの知見を基に、金属ナノワイヤ形成機構の電気化学的解析を、鉄族金属を中心として包括的に進めるとともに、金属ナノテキスタイルを用いた電極材料等への応用研究を行う予定である。
量子スピン液体から生まれる新奇な磁気秩序の理論的研究

種々のダイヤモンド鎖、フラストレート梯子系、フラストレート強磁性・反強磁性ボンド交替鎖、高スピンハイゼンベルグ鎖などについて、場の理論や厳密解を用いた解析計算に加え、数値対角化、密度行列繰り込み群、熱的量子純粋状態法などの数値的手法を用いて基底状態・有限温度の振るまいを明らかにした。特に、基底状態における、フラストレーションに誘起される部分フェリ磁性相、並進対称性の自発的破れを伴うハルデン相・フェリ磁性相、逐次トポロジカル量子相転移などの特異な量子現象がフラストレーションによりどのように誘起されるか、これらの基底状態の性質が有限温度の振る舞いにどのように反映されるかを明らかにした。1.異方性の交替するスピン2のハイゼンベルグ鎖において、Haldane相、Large-D相、倍周期ネール相、量子化フェリ磁性相、部分フェリ磁性相、ギャップレススピン液体相の多くの相が実現することを数値対角化および密度行列繰り込み群によって明らかにし、基底状態相図を完成した。スピン1の場合と異なり、広い領域でフェリ磁性相やギャップレススピン液体相が実現することが分かった。これは、系がより古典領域に近づいていることを反映している。また、数値的に確認することはできなかったが、低エネルギー有効理論から、ギャップレススピン液体相と倍周期ネール相の間には、スピンギャップ相が存在することが予測された。2.脚が強磁性で桁が強磁性と反強磁性に交替するスピン1/2梯子ハイゼンベルグ模型の基底状態相図の研究を進めている。1のモデルと同様、非磁性相に加え量子化フェリ磁性相や部分フェリ磁性相が現れるが、この系の場合、フェリ磁性相はフラストレーションによって誘起されたもので、1のモデルとは成因が異なる。また、非磁性相は桁方向のダイマー相だけでなく、自発的に並進対称性の破れたコラム型ダイマー相が現れる。更にフェリ磁性相との境界近くに、その他の型の非磁性相が現れる兆候が見られているが、現時点では確証がない。この問題は26年度も引き続き研究を進める。3.スピン1と1/2の混合スピンダイヤモンド鎖に1イオン異方性と交換相互作用の異方性を共に導入したモデルの基底状態は、スピン1の有限長ハイゼンベルグ鎖の基底状態を用いて、厳密に構成することができる。この方法を用いてこの模型の基底状態相図を明らかにしつつある。また、この模型と、利根川らが研究を進めている、反強磁性脚・強磁性・反強磁性桁交替異方的スピン1/2梯子ハイゼンベルグ模型の関係についても考察している。この問題についても26年度も研究を進める。スピン1と1/2からなる異方的反強磁性混合スピンダイヤモンド鎖XXZモデルでは、等方的な場合やスピン1のみに異方性がある場合と同様、基底状態は、強いフラストレーションにかかわらず厳密に求められ、有限長のクラスタとその間にあるスピン1/22つからなるダイマーの基底状態の直積として与えられる。それぞれのクラスタは異方性が交替する長さ奇数長の開放端S=1反強磁性鎖とみなせる。実際に基底状態を与えるクラスタ長は系のパラメータにより異なる。基底状態の主な特徴は以下の通りである。1.クラスタの基底状態はクラスタの全スピンのz成分が±1と0の場合があり、前者の場合系全体は常磁性、後者の場合非磁性である。2.一般にクラスタ長があまり大きい相は存在せず、比較的小さいクラスタからなる相から、一挙に全系にわたるクラスタからなる相に転移する。3.全系にわたるクラスタからなる相は代表者が以前研究した異方性が交替する無限長S=1反強磁性鎖の基底状態と同等であり、Haldane相、large-D相、倍周期ネール相、通常のネール相に分けられる。従って、比較的小さな系の対角化によりクラスタの基底エネルギーを求め、無限サイズ密度行列繰り込み群で異方性が交替する無限長S=1反強磁性鎖の単位胞当たりの基底エネルギーを求めることにより基底状態相図を描くことができた。このモデルは、当初研究計画にあったスピン1/2桁交替梯子系に異方性を導入したモデルの一つの極限に対応しており、利根川らによる異方的スピン1/2桁交替梯子系についての研究結果との対応関係も明らかにした。最近接相互作用が強磁性・反強磁性に交替し、次近接相互作用が強磁性で交替するS=1/2ハイゼンベルグ鎖の基底状態を研究した。この系では、次近接相互作用の交替がないときは、非磁性相中の強磁性相に近い領域で、対称性に守られたトポロジカル相とトリヴィアル相が交互に現れる逐次相転移がおきることがわかっている。一方、次近接相互作用の一方が0になる場合は強磁性主鎖をもつデルタ鎖になるが、この場合も、2008年の本代表者の研究で複数のスピンギャップ相間の逐次転移が存在することが分かっていたが、各スピンギャップ相の特徴付けは明らかでなかった。本研究ではiDMRG法によるエンタングルメントスペクトルの数値計算よりデルタ鎖の場合を含め、対称性に守られたトポロジカル相とトリヴィアル相が交互に現れる逐次相転移がおきることを示した。

また、強磁性相と非磁性相の相境界、およびそこでの厳密解は次近接相互作用の交替の強さによらないことが解析的に分かるが、それだけではなくスピンギャップ相間の相境界や各相内部でのエンタングルメントスペクトルも次近接相互作用の交替の強さにほとんど依存しないことがわかった。これは、古谷による非線形シグマ模型を使った解析をこの系に適用した結果とも整合している。今回のモデルにおいて次近接相互作用の交替によって基底状態の性質がほとんど変化しないこと、及び過去の自分の研究成果であるデルタ鎖における逐次相転移と関連がついたことは、灯台もと暗しとも言えるが意外な成果であった。また、非線形シグマ模型の解析に優れた研究者との交流により、解析的にもこれを支える成果が得られたことは大きな進展であった。1)福井大学の菊池らにより、スピン1の歪んだダイヤモンド鎖の物質の実験的研究が進み始めている。これを機会に、まず、スピン1の歪みのないダイヤモンド鎖の全パラメータ領域での基底状態の相図を厳密解に基づいて完成した。特に、スピン1/2の場合と異なり、自発的に並進対称性の破れたフェリ磁性相が存在することがわかった。また、相境界の厳密な上界・下界を与えることができた。現在、種々のタイプの格子歪みの効果も考察しつつある。特に、歪みがなくても存在するフェリ磁性相に加え、歪みによって始めて生じるフェリ磁性相があることがわかった。この2つに本質的な違いがあるかどうかは次年度の研究課題のひとつとしたい。(豊田工業大学、高野健一教授との共同研究)2)強磁性脚・反強磁性脚・反強磁性桁を持つスピン1/2梯子ハイゼンベルグモデルの基底状態において、Lieb-Mattisフェリ磁性相、部分フェリ磁性相、非磁性相が現れることを数値対角化により示した。また、部分フェリ磁性が起きる機構を非線形シグマ模型への変換や強結合極限からの摂動展開を用いて解析的に調べ、相図の大域的な構造や臨界指数について数値計算と整合する結果を得た。基底状態がインコメンシュレートな準長距離スピン相関を持ち、自発磁化のある朝永・ラティンジャー液体と見なせることも示した。さらに、これらの基底状態の違いが有限温度の性質にどのように反映されるかを熱的純粋状態法により調べた。特に、部分フェリ磁性相でも強磁性相と同様、有限温度では、帯磁率が温度の2乗に反比例することを示唆する結果が得られ、その物理的機構を考察した。(本学M2関口和孝との共同研究)当初の予定になかったスピン1のダイヤモンド鎖の実験研究が始まったことを受け、この系の研究を開始した。基底状態の多様性という意味ではこれまでに研究した混合スピンダイヤモンド鎖よりさらに広い多様性を持つことが明らかになった。また、強磁性脚・反強磁性脚・反強磁性桁を持つスピン1/2梯子ハイゼンベルグモデルの研究の中では、当初の計画になかった新しい数値的手法として熱的純粋状態法を導入した。この方法は汎用性があり、これまでに研究した他の系に対しても適用してさらに理解を深めることができる。1.スピンS=1のダイヤモンド鎖に2種の歪みが入った場合について密度行列繰り込み群(DMRG)と数値対角化で調べ、基底状態相図を完成した。1)スタッガード歪みの場合: m=1/3(mは飽和磁化に対する自発磁化の割合)のフェリ磁性相は、歪みδが入っても存続することが分かった。m=1/6のフェリ磁性相はδが入ると急激に狭くなり、さらにδが大きくなると数値的には存在が確認できない。また、フラストレーションの強い領域ではS=1,1/2の混合スピンダイヤモンド鎖と同様に自発的に並進対称性の破れたHaldane相が生じる。