hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広方位粉末X線回折による応力歪み解析が拓く超高圧実験の新たな地平

SPring-8の共用ビームライン(BL04B2)において導入した広方位高圧下応力解析装置により、新規設計の多方向開口型DACを用いることで、単純物質(MgO, NaCl, Fe)の応力歪み解析を30GPa領域までおこなった。最小主応力方向から撮った、デバイリングの方位角依存性を基に解析したところ、例えば、MgOにおいては、10GPa程度までは理論曲線にほぼ沿ったフィッティングとなったが、13GPaあたりから、大きなずれが見られた。これは、降伏応力を大きく超えたところでの挙動を示していると思われる。同様の実験結果は、類似の研究を行っている海外の研究者も示唆しており、国際会議において議論となったため、今後、より詳細な解析が必要と思われる。本年は、その他にNIMS専用ビームライン(BL15XU)に装置の再構成により作製した類似装置の整備についても注力した。そこでは、検出器(イメージングプレート)の位置精密決定装置を導入することで、体積弾性率の精密決定を可能にし、応力解析以外のDAC実験も含め、マシンタイムの増加により実験機会を増やすことに成功した。今後は、リモートコリメータシステムの導入により、より高圧下での実験に備える。来年度以降は、新規課題により、歪速度変化を動的加圧により追跡していくことを計画しており、その予備的実験としてBL04B2で高速露光が可能なフラットパネル型CMOS検出器を使用した実験もおこなった。S/N面で不十分な面もあったが、よりX線強度の強いビームラインでの検討も含め、本装置の有効な利用による実験を今後とも継続していく予定である。本年は、最終年度の成果報告という形で、広方位高圧下応力解析装置に関する報告を国際会議で2件おこなった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、固体圧力下での、最大主応力軸および最小応力軸のみならず、広い範囲の方位角において粉末X線回折データを取得し、差応力解析を速やかにおこなうシステムを構築することを目指している。それにより、超高圧力実験における圧力と応力の関係を再考察し、汎用的応力・圧力スケールの再構築をおこなう。また、選択配向の決定による構造解析への応用、高圧下でのアニールによる歪み除去効果の定量的な考察といった、高圧実験で今まで放置されがちな、固体圧力下での高圧実験の諸問題について、測定技術的側面から総合的解決を試みることを目標としている。本年は、当初の予定通り、DAC本体を、リモート制御できるXYZθ軸およびスイベル軸ω(±10°)を有する広方位高圧下応力解析装置を設計・試作した。既存のDAC多軸揺動装置を部分的に有効活用し、揺動実験も併用できる装置となった。さらに、本装置に用いるための新たにラディアル大開口型ダイヤモンドアンビルセル(DAC)本体の設計と試作をおこなった。二種類のDACの試作をおこない、そのうち一つは従来の広開口DACを改造することで実現し、もう一つは、新設計によるものである。これらの広方位高圧下応力解析装置およびラディアル大開口型DACをSPring-8のビームラインBL04B2に設置し、動作確認をおこなうとともに、リモートプログラムの作成をおこなった。本装置および試作したDACにより、最大主応力軸方向を入射X線方向に合わせ込むことが機械的に可能となったことが確認された。広方位高圧下応力解析装置はDAC多軸揺動装置の製作の経験を活かし、揺動機構を高精度化したうえで、DACの加圧軸の垂直方向からのX線入射のみならず、多方向からの回折実験をおこなうことが可能である。DAC中の試料位置がDAC回転軸から離れるため、重心を調整する必要が生じたが、カウンターバランスを付与することにより克服した。また、正確な方位決めのため、回転軸とスイベル軸にエンコーダを設け、角度再現性を確保することに成功した。広開口DACは、当初新規のものを準備する予定であったが、放射光実験の実施時期と、共同研究者の不慮の事故による設計の遅れのため、既存の広開口DACを改造することにより、年末の放射光実験での広方位高圧下応力解析装置の動作確認に間に合わせることができた。その際、適合したリモートプログラムの開発をおこない、その後、実際の試料(NaCl)を高圧状態にして加圧軸垂直方向および水平方向からのX線回折データを収集することに成功した。本研究においては、固体圧力下での、最大主応力軸および最小主応力軸のみならず、広い範囲の方位角において粉末X線回折データを取得し、差応力解析を速やかにおこなうシステムを構築することを試みている。それを基に、超高圧力実験における圧力と応力の関係を再考察し、汎用的応力・圧力スケールの再検討をおこなうことを目的としている。また、選択配向の決定による構造解析への応用、高圧下でのアニールによる歪み除去効果の定量的な考察といった、高圧実験で今まで放置されがちな、固体圧力下での高圧実験の諸問題について、測定技術的側面から総合的解決を試みている。昨年は、広方位高圧下応力解析装置を設計・試作し、装置を動作させるためのリモートプログラムの作成をおこない、さらに広開口DACをから作成した改造型多方向ダイヤモンドアンビルセル(DAC)を製作し、当初の予定通り、SPring-8(BL-04B2)に設置し装置の動作確認をおこない、精度良く、最大主応力軸方向を入射X線方向に合わせこむことを可能にした。本年は、新規に制作した多方向DACの性能試験をおこなうとともに、実際の対象物質を用いて応力解析実験をおこなった。

その結果、非静水圧下で一軸加圧したMgOまた、同装置は高圧下の試料配向に対する回折強度不均一の問題にも切り込むことが可能となり、例えば、高配向性物質で最近注目を集めている、MoS2等の二次元層状物質の高圧挙動についても追跡することが可能となった。本年は、これらの結果を国内の学会で発表した。これまで、広方位高圧下応力解析装置の設計・製作および新規設計開発した多方向広開口DACの導入により、実際に応力解析実験が可能になった。本装置ではDAC重心位置の適切な検討や精密エンコーダーを設けるなどの工夫により、従来のこの種の実験では得られなかった高精度の高いラジアル回折実験が可能になった。単純構造物質のMgOについて15GPaまででおこなった応力解析の結果は、可減圧に伴う差応力の変化が正確に追跡され、加圧時に比べ減圧時の差応力分布のほうが急峻であること、および減圧後も室温で残留応力が残存することが観察された。当初の解析対象に加え、高配向性二次元層状物質のX線回折実験においても本装置により解決策が見いだされた。従来の方法では、結晶配向と入射X線の幾何学的な関係により、層間の情報が大幅に欠如するため、層間相互作用の追跡が困難であったが、加圧軸からー70°の方向からX線を入射することにより層間の回折線を回折強度の再現を確保しながら観測することが可能となった。この方法により、当初懸念された、ベリリウムガスケットからの回折やX線透過性についても、幾何学的にその影響を最小限に抑えることができることが確認できた。このように、研究は順調に推移しているが、本実験は放射光施設の強力なX線を使用することで成立するものである。よって、研究の進展はマシンタイムの確保の有無に大きく左右される。対策として、近年の競争激化による共用ビームラインでの実験時間の減少にあらかじめ対応するべく、類似の装置をNIMS専用ビームラインに設置することで、予備実験環境を構築中である。この装置には、改造前のDAC多軸揺動装置の残存部品をリサイクルすることで可能な限り経費を抑えて構築している。SPring-8の共用ビームライン(BL04B2)において導入した広方位高圧下応力解析装置により、新規設計の多方向開口型DACを用いることで、単純物質(MgO, NaCl, Fe)の応力歪み解析を30GPa領域までおこなった。最小主応力方向から撮った、デバイリングの方位角依存性を基に解析したところ、例えば、MgOにおいては、10GPa程度までは理論曲線にほぼ沿ったフィッティングとなったが、13GPaあたりから、大きなずれが見られた。これは、降伏応力を大きく超えたところでの挙動を示していると思われる。同様の実験結果は、類似の研究を行っている海外の研究者も示唆しており、国際会議において議論となったため、今後、より詳細な解析が必要と思われる。本年は、その他にNIMS専用ビームライン(BL15XU)に装置の再構成により作製した類似装置の整備についても注力した。そこでは、検出器(イメージングプレート)の位置精密決定装置を導入することで、体積弾性率の精密決定を可能にし、応力解析以外のDAC実験も含め、マシンタイムの増加により実験機会を増やすことに成功した。
褥瘡・皮膚潰瘍の個別化を目的とした遺伝子プロファイルの検討

本研究の目標は、「複雑系疾病である褥瘡・皮膚潰瘍の個別化を通じて、治療の最適化および新規治療法の開発をおこなうこと」である。この目標を達成するために、1)臨床皮膚検体を用いた分子生物学的手法による褥瘡の発生・創傷治癒遅延メカニズムの解析、2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明、3)機能性皮膚モデルおよび臨床検体を用いた機械的治療法による創傷治癒メカニズム(特に陰圧閉鎖療法)の解明、4)メカノセンサー候補分子の制御による皮膚潰瘍の新規治療法探索をおこなう。1)臨床検体を用いた褥瘡発生・創傷遅延メカニズムの解析⇒褥瘡皮膚潰瘍部200検体(同一患者からの治療前後の検体を含む。既に100検体は採取済み)を採取し、臨床-病理学的検討を実施した。現在、論文投稿準備中2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明⇒毛細血管・リンパ管網を作製するために、真皮層の線維芽細胞で臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)や正常ヒト皮膚リンパ管微小内皮細胞(NHDLMEC)のサンドイッチ培養を実施。条件検討は終了。3)機能性皮膚モデルおよび臨床検体を用いた陰圧閉鎖療法による創傷治癒機構の解明⇒陰圧治療の際に、細胞や組織にかかる引張・圧縮などの機械的なストレスがどのように細胞レベルでおっているかを検証するための装置開発を開始。チャンバー内の圧力を調整(減圧・加圧)することにより印加する方法を検証中。4)メカノセンサー候補分子の制御による細胞応答変化の解析⇒今年度に実施予定ヒト検体での論文執筆が遅れている。ただ、最終年度中には投稿まで行ける見込み。次年度中に論文投稿。2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明⇒毛細血管・リンパ管網を作製するために、真皮層の線維芽細胞で臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)や正常ヒト皮膚リンパ管微小内皮細胞(NHDLMEC)のサンドイッチ培養を実施。条件検討は終了したので、皮膚由来細胞を用いて検討を開始。次年度初頭で条件検討を終了する予定。4)メカノセンサー候補分子の制御による細胞応答変化の解析⇒今年度に実施予定本研究の目標は、「複雑系疾病である褥瘡・皮膚潰瘍の個別化を通じて、治療の最適化および新規治療法の開発をおこなうこと」である。現在、その病理解析中である。2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明⇒毛細血管・リンパ管網を作製するために、真皮層の線維芽細胞で臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)や正常ヒト皮膚リンパ管微小内皮細胞(NHDLMEC)のサンドイッチ培養を実施中。4)メカノセンサー候補分子の制御による細胞応答変化の解析⇒この内容については今年度は実施しておらず、来年度以降に行う予定。本年度は、研究費支給開始が夏以降だったこと、研究代表者の西原が慶應大学に移籍して、新たなラボ立ち上げを行ったため、当初計画より3-4か月程度の遅れが生じている。この目標を達成するために、1)臨床皮膚検体を用いた分子生物学的手法による褥瘡の発生・創傷治癒遅延メカニズムの解析、2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明、

3)機能性皮膚モデルおよび臨床検体を用いた機械的治療法による創傷治癒メカニズム(特に陰圧閉鎖療法)の解明、4)メカノセンサー候補分子の制御による皮膚潰瘍の新規治療法探索をおこなう。1)臨床検体を用いた褥瘡発生・創傷遅延メカニズムの解析⇒褥瘡皮膚潰瘍部200検体(同一患者からの治療前後の検体を含む。既に100検体は採取済み)を採取し、臨床-病理学的検討を実施した。現在、論文投稿準備中2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明⇒毛細血管・リンパ管網を作製するために、真皮層の線維芽細胞で臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)や正常ヒト皮膚リンパ管微小内皮細胞(NHDLMEC)のサンドイッチ培養を実施。条件検討は終了。3)機能性皮膚モデルおよび臨床検体を用いた陰圧閉鎖療法による創傷治癒機構の解明⇒陰圧治療の際に、細胞や組織にかかる引張・圧縮などの機械的なストレスがどのように細胞レベルでおっているかを検証するための装置開発を開始。チャンバー内の圧力を調整(減圧・加圧)することにより印加する方法を検証中。4)メカノセンサー候補分子の制御による細胞応答変化の解析⇒今年度に実施予定ヒト検体での論文執筆が遅れている。ただ、最終年度中には投稿まで行ける見込み。研究計画の遅れについては、これから研究分担者と密な連携体制を作り、作業をスピードアップする予定。また、褥瘡検体からのDNA抽出においては、トリミングなどの病理処理が必要となる可能性があり、その部分の検証ステップを加えて研究を遂行する予定。次年度中に論文投稿。2)Ex vivo機能性皮膚モデルの樹立と褥瘡発症機構の解明⇒毛細血管・リンパ管網を作製するために、真皮層の線維芽細胞で臍帯静脈血管内皮細胞(HUVEC)や正常ヒト皮膚リンパ管微小内皮細胞(NHDLMEC)のサンドイッチ培養を実施。条件検討は終了したので、皮膚由来細胞を用いて検討を開始。次年度初頭で条件検討を終了する予定。4)メカノセンサー候補分子の制御による細胞応答変化の解析⇒今年度に実施予定今年度は研究代表者の所属変更に伴って、研究遂行に計画よりも遅れが生じている。そのため、実施した研究内容が当初より少なく、使用額も予定額に満たなかった。平成30年度はその遅れた分も含めて研究分担者と共に研究を加速し、当初目標に追いつく予定である。条件検討が終わらず、皮膚由来細胞を用いた本実験に進めなかったために、研究費の未使用分が発生した。しかし、条件検討がほぼ終了したことで、次年度は遅れている分を含めて、すべての研究費を消費予定である。
ポリコーム複合体によるDNAメチル化の維持と幹細胞機能

Bmi-1の会合分子を酵母two-hybrid法により検索したところ、Dmap1(DNA methyltransferase-associated protein 1)というコリプレッサーを同定することができた。Dmap1はDNAメチル基転移酵素であるDnmt1と結合する分子であることが知られており、実際、免疫沈降実験や免疫染色による共局在の解析からBmi-1がDmap1を介してDnmt1と複合体を形成することが明らかになった。Dmap1とDnmt1は複製の初期にPCNAと複合体を形成し、新規DNA鎖のメチル化パターンの形成に関与するとされる。これらの結果から、Bmi-1はDnmt1を介して制御領域のDNAメチル化パターンの維持に関与しているものと考えられた。そこで、DNAメチル化パターンの異常を、DNAメチル化異常部位のゲノム網羅的解析法methylation-sensitive-representational difference analysis(MS-RDA)により検索した。胎児肝造血細胞について野生型とBmi-1欠損マウスを比較したところ、DNAのメチル化パターンが変化している領域を同定することができた。同定した遺伝子領域近傍の遺伝子発現を野生型とBmi-1欠損マウス間で比較したところ、多くの遺伝子においてBmi-1欠損による遺伝子発現の変化が確認され、興味深いことに、すべてにおいて発現の脱抑制(Bmi-1欠損細胞における発現亢進)が観察された。したがって、Bmi1は少なくとも一部の制御遺伝子領域においてDNAメチル化とヒストン修飾を協調的に制御することにより細胞記憶の維持を担っているものと考えられた。
細胞増殖関連遺伝子の転写制御蛋白質の機能構造

細胞内セカンドメッセンジャーcAMP濃度が上昇すると一群の遺伝子の転写が誘導されるが,これらの遺伝子はその転写制御領域に共通のDNA配列CRE(cAMP response element:TGACGTCA)を有している。一方CREはcAMP濃度に依存しない,いわゆる構成的な(constitutive)エンハンサー活性を持っている。これまでに多くのCRE結合蛋白質がcDNAクローニングにより同定されたが,機能的にはMontminyらにより同定されたCREBと私達が同定したCRE-BP1の2つに大別できることが明らかとなってきた。すべてのCRE結合蛋白質は塩基性アミノ酸クラスターとロイシンジッパー構造からなるDNA結合ドメイン(いわゆるB-ZIP構造)を持ち,ホモダイマー又は他の蛋白質とのヘテロダイマーとしてCRE配列に結合する。(CREBは細胞内cAMP濃度の上昇により活性化されたPKAによりリン酸化され,転写活性化能が上昇する。従ってCREBはCREがcAMP依存性のエンハンサーとして機能するときに作用する転写因子である。一方私達が同定したCRE-BP1の活性はPKAにより制御されず,CREが構成的なエンハンサーとして機能するときに作用する。CRE-BP1の特長はホモダイマー又はc-JunとのヘテロダイマーとしてCREに結合することである。c-Junとc-FosはCRE結合蛋白質と同様にB-ZIP構造を持ち,c-Jun/c-Fosのヘテロダイマー(転写因子AP-1)はTRE(TPA response element:TGAGTCA)配列に結合する。従ってCRE-BP1はc-JunをCREに作用させるための役割を持っており,cAMP経路とTPA経路間のクロストークに重要な役割を果たしていることが明らかとなってきた。
地域包括ケアの理念に基づく在宅看取りを推進する市民啓発プログラムの開発

4人の市民団体代表者への面接調査により、コミュニティをつくり育てる活動や、主体的に考え自律的に行動できる機会と場の創出、参加者の関心や学習のモチベーションを高める工夫という啓発活動上の実践知を見出した。それを踏まえて開発した啓発プログラムを試行した結果、介入集団に適した啓発内容の企画や、参加者と専門職との双方向の交流の有用性を確認した。集団啓発後は、個人の関心に即した、さらなる個別介入が必要と考える。本研究の目的は、地域に暮らす人々が、自らおよび家族の終末期を住み慣れた地域でその人らしく豊かに生きぬく、あるいは支えることを推進するための市民啓発プログラムを開発し、その有効性を検証することである。平成27年度は、プログラム開発の準備のために1)地域包括ケアおよび在宅看取りを推進する市民教育・啓発活動に関する文献検討と、2)実際に啓発活動に取り組む市民団体の代表者にインタビュー調査を実施した。1)文献検討の結果、市民教育や啓発活動については専門職の実践報告にとどまり、市民の立場からその成果を研究的視点で分析し、有効なプログラムについて提言する文献はほとんどなかった。報告内容をみると、大半が在宅医療を担う医師による講演や多職種によるシンポジウム形式の公開講座で、年間12回、市民会館・コミュニティホールなど公的な会場で開催されることが多く、実施時間は平均2時間半前後で、募集定員・参加人数は会場規模に応じて30600人とばらつきがあった。2)インタビュー調査として、自身の居住地域周辺で地域住民を組織化し、1020年間活動を継続してきたグループの代表者2名の調査結果を以下に要約する。両者とも、活動の契機として「生と死を考える」「人の生き死に絡む」というテーマと出会い、市民が地元で学べるコミュニティづくりに取り組み、先導者としての役割を発揮していた。健康病気を問わず市民が「がんという病い」や「生死」についての疑問や悩みに応えられるようなセミナーや公開講座の企画・運営を行う一方で、市民同士がテーマを絡めて語り合う場を創出していた。カリスマ的存在としてグループを先導してきた実績の裏側で、自身と同様の理念をもつ後継者の不在という課題にも直面していた。インタビュー調査に関しては、研究協力者にたどり着くまでに時間を要し、当初の計画通りに進まなかった。しかし、市民啓発活動を長年取り組んできたグループ代表者2人に話を聴くことができ、活動の核心部分の共通項を見出した。この結果を受けて、今後は活動キャリアの短い研究協力者のデータも収集して比較検討し、引き続き市民啓発活動プログラム開発についての示唆を得たいと考えている。平成28年度は、前年度に引き続き1)地域包括ケアおよび在宅看取りを推進する市民啓発活動に取り組む団体代表者へインタビュー調査を行い、2)文献検討やインタビュー調査結果を参考にして啓発プログラムを開発・試行し、受講した市民のアンケート結果と運営に参画した地域関係者との会議録から、その有効性を検討した。1)市民啓発活動団体代表者4名にインタビューを行った。その結果、参加者が「病い」や「生死」「介護」というテーマに向き合い、主体的に考え自律的に行動できるような情報共有の場や機会を創出していることが明らかになった。啓発活動の手段においては、セミナーや公開講座を企画・運営する一方で、サロンや茶話会といった対話や相談ができる交流の場をつくる、ボランティア活動に取り組む、団体独自の認定資格を付与するなど多角的なアプローチをとりながら、テーマへの関心や学習のモチベーションを高める工夫を行っていた。2)在宅看取りを推進する2回シリーズの市民啓発プログラムでは、参加者の関心・興味を引き主体的に考える機会になることを狙い、1回目は「英国の在宅支援体制とおひとり様事情」、2回目は「在宅療養Q&A」という内容で、専門職のミニレクチャーと参加者との質疑応答を織り込んだ。質問内容やアンケート結果から、参加者は具体的な情報を得ることで、病気や介護を自身の生き方に引き付けて考え、実行可能性や費用面など更なる疑問を抱き、さらなる情報を求めた。集団対象の啓発プログラムは動機づけには有効であるが、その後のフォローにおいては自律性に即した個別対応が望まれる。相談対応や情報提供ができる体制づくりが今後の課題である。本年度の研究を通して、参加する市民が主体的に考える契機を意図した参加・交流型の啓発プログラムを開発する方針で研究を進めていけばよいと確認できた。続く平成28年度は、残りのインタビュー調査結果も踏まえて、以下のプロセスで介入研究を進める。1)在宅看取りに関する市民啓発プログラム試案を作成する。2)地域の自治会や老人会に働きかけて、プログラムへの参加者を募集する。3)地域関係者と共に地区特性に即したプログラムとなるよう修正検討を行う。4)まず一地区で先行的にプログラムを実施する。5)プログラム評価のために、参加した市民と、プログラム検討・運営の協力を得る地域関係者の双方に調査を行う。6)研究結果の一次分析結果を踏まえてプログラム修正を行う。

7) 23の地区でプログラムを展開する。8)以上4)6)のプロセスに取り組むことでプログラムを洗練させる。研究を遂行する上で、プログラムに参加する市民と、運営の協力を得る地域関係者双方のリクルートにあたり候補者選びに難渋することを予測して、倍数程度の候補者をリクルート対象とする。可能な限り、プログラム展開は参加する市民が居住する地域の関係者とマッチングするよう努めるが、困難な場合周辺地域の関係者に協力を得ることとする。研究プロセスで得た成果は、中間報告の形で緩和ケアおよび在宅ケア関係の学術学会で公表し、得られた意見を後半の介入研究活動に取り入れる。28年度が最終年度であるため、記入しない。高齢看護学地域看護学28年度が最終年度であるため、記入しない。
児童労働に対する効率賃金仮説：経済発展への影響とシミュレーションを用いた政策分析

本研究課題では児童労働の生産性が、児童の栄養水準に依存するという「栄養水準に基づいた効率賃金仮説」で決定される理論モデルを構築した。家計の所得が児童の消費水準に影響を与えるために、親の生産性から得られる所得が重要な要素となる。もし親の生産性が低いならば、低所得を通じて児童の生産性・効率賃金が低くなり、高い児童労働供給を引き起こす。これは世代を通じた低生産性が繰り返されるという「貧困の罠」が発生する可能性を示すものである。昨年度に構築した「児童労働に対する効率賃金」が開発途上国の経済活動へ与える影響を分析するためのモデルを踏まえ、今年度はモデルの動学分析を行うことにより経済発展へどのような影響があるのかを調べた。児童労働は教育を阻害することにより経済発展に負の影響を与えることが多数の実証研究により支持されていることを踏まえ、本研究課題でも人的資本を考慮に入れた世代重複モデルによりその効果を調べた。その分析結果を以下簡単に述べる。親世代の人的資本水準の低い国では家計の所得が低いので子供の栄養水準も低い。よって児童の生産性も低く企業が設定する賃金も低水準となる。さらに、教育投資に所得を回す余裕がないので、教育水準も低くなってしまい経済発展が遅くなってしまう。このように、親世代の低い人的資本水準が、子供世代の低い人的資本水準を引き起こしてしまうという貧困の罠が、「児童労働に対する効率賃金」の存在により発生する可能性がある。人的資本水準がある程度高くなると、児童労働の賃金も高く設定されることになり、教育投資も増加し経済発展が実現する。この研究成果を基に、最終年度である次年度はコンピュータを用いたシミュレーションを行うことにより、児童労働撲滅と経済発展を進めるための政策提言を行う。最後に、本研究課題に関連するその他の研究成果を述べる。1.児童労働の禁止政策が児童労働の水準に逆効果を持つ可能性を分析した論文を英文査読付き学術誌に投稿し、改訂した後の再投稿の依頼が来た。改訂のち再投稿を行った。2.FDIが児童労働に与える影響を分析した論文を加筆・修正し英文査読付き学術誌に投稿した。昨年度までに構築した「児童労働に対する効率賃金」が開発途上国の経済活動へ与える影響を分析するためのモデルに基づき、今年度はコンピュータによるシミュレーションを踏まえたモデルの定量的な分析と政策提言をおこなった。以下にその分析の概要を述べる。親の人的資本水準の低い家計では所得も低く子供の栄養水準も低い。よって児童労働の生産性も低くなり教育水準も低くなるという貧困の罠を、定量分析においても確認した。また、ある程度人的資本水準が高くなると、児童労働が消滅し経済が発展した定常状態に向かうことを確認した。以上の定量分析を踏まえ、児童労働撲滅のための政策として教育政策と企業の取り締まりという2つを分析した。前者に関して学校の建設や教員数の確保等、効率性を上昇させるような教育政策についても児童労働の削減に対して一定の効果は確認できたが、効率賃金による貧困の罠に陥っている家計には効果が薄かった。一方、現在実際に取り組まれているようなFood For EducationやProgresaのような、食事や所得の補助が追加される教育政策が児童労働の削減により強い効果がある可能性を示した。企業の取り締まりに関しても単純な規制では効果が薄く、家計への食事や所得の補助を追加することにより児童労働削減の効果が強くなることが示された。最後に、本研究課題である児童労働に関連するその他の研究成果を述べる。1.FDIが児童労働に与える影響を分析し、貿易政策や教育政策が経済発展にどのような影響を与えるのかを分析した論文を英文査読付き学術誌に投稿し、改訂した後の再投稿の依頼がきた。現在改訂作業中である。2.発展途上国政府のガバナンスの効率性に注目し、児童労働へどのような影響を与えるかを分析した。その研究結果の一部を中部経済新聞に掲載した。本研究課題を達成するために、本年度は主に「児童労働に対する効率賃金」が開発途上国の経済活動に与える影響を分析する経済モデルを構築し、そのモデルの定性的な性質を調べた。その分析結果を以下に述べる。開発途上国のように家計が貧しいならば、雇い主がもし限界的に高い賃金を設定したとしても、家計の他の構成員にその賃金が回されることにより児童の栄養水準の限界的な上昇率は低い。よって児童の限界的な生産性の上昇率も低くなってしまうことにより、経営者は低い賃金を設定することとなる。このように企業は児童の栄養水準に応じた生産性をもとに賃金を決定し、一方で児童の栄養水準は家計の所得に強く依存するという相互関係を理論モデルで分析することにより、貧しい経済状態にある児童には低い賃金が設定されるという貧困の罠が起こることを示した。この研究成果を基に次年度以降、構築したモデルを人的資本理論を用いて拡張し、動学分析を行うことにより経済発展への影響を調べる。また、コンピュータを用いたシミュレーションにより定量的な厚生分析と政策分析を行い、児童労働撲滅と経済発展に関する政策提言を行う予定である。

最後に、本研究課題に関連する研究である児童労働に関するその他の研究成果を述べる。1.最悪の形態の児童労働が経済成長にどのような影響を与えるかを分析した論文がEconomics Bulletinに採択され第31巻2号に掲載された。2.児童労働の禁止政策が児童労働の水準に逆効果を持つ可能性を分析した論文を改訂し、英文査読付き学術誌に投稿した。3.FDIが児童労働に与える影響を分析した論文を加筆・修正した。近々英文査読付き学術誌に投稿予定である。本年度の「研究の目的」として、「構築したモデルを人的資本理論を用いて拡張し、動学分析を行うことにより経済発展への影響を調べること」を挙げた。これに関しては上で述べた研究業績の概要にある通り本年度中にほぼ達成した。また、研究実施計画で挙げた以下の2つに関して述べる。1.「国内・海外の学会・セミナー等に積極的に参加する」という計画に関して、セミナーでの報告を1回・カンファレンスでの報告を1回行い、その他の学会へ複数回参加した。2.「政策に関する定量的な分析を行う準備として文献や研究資料の収集を行うこと」に関して、様々な図書を収集することにより、定量分析をするための知識の習得ができた。これらを総合的に判断すると、本研究課題の達成に向けておおむね順調に進展していると言える。本年度の「研究の目的」として、「「児童労働に対する効率賃金」が開発途上国の経済活動に与える影響を分析するための経済モデルを構築すること。また、そのモデルの定性的な性質を調べること。」を挙げた。これに関してはさきに述べた研究業績の概要にある通り本年度中にほぼ達成した。また、研究実施計画にあげた以下の2つに関して述べる。1.国内・海外の学会等に積極的に参加するという計画に関して、海外へは行けなかったが国内の学会に積極的に参加(報告1・討論1・その他参加4)をした。2.本課題研究に関する論文を書き上げる準備として、文献や研究資料の収集を行うことについて、様々な図書を収集することにより、よりよいモデルを完成させるための知識の習得がおおむねできた。最終年度である次年度は、研究業績の概要で述べた成果を基にコンピュータを用いたシミュレーションを行い、児童労働撲滅と経済発展を進めるための政策提言を行う。その際、「児童労働に対する効率賃金」が現実に与える影響を考慮に入れて、企業の監視を行う政策や、特に教育の生産性を高めるインフラ整備や教育補助金・近年注目されているFood-For-Educationなどの教育政策などに関して、貧困の罠から脱出する方法として有効であるかどうかを分析する予定である。それらの研究成果を論文にまとめ英文査読付き学術誌への投稿を計画している。また、本研究課題に関連するその他の児童労働の研究に関して、随時学会報告というを行うことにより意見を集める。それらに関しても論文にまとめて英文査読付き学術誌への投稿を行う予定である。
面内方向に格子定数を拡張させたパラジウム薄膜における水素吸蔵

水素貯蔵材料であるパラジウム(Pd)金属を、格子定数が大きいAg表面にエピタキシャル成長させる事でPdの格子定数を変調させ、それに伴う水素吸蔵特性変化を調べることを目的とする。Pd膜中における水素吸蔵量の全量は水素昇温脱離測定から調べた。一方、反射高速電子線回折(RHEED)を測定する事から、表面のPd格子定数の水素吸蔵に伴う格子定数変化を調べた。その結果から、Pd/Ag界面の効果は小さく、Pd表面近傍に濃度が高い水素化物が形成されていることが分かった。格子定数が大きい銀(Ag)結晶表面に水素貯蔵材料であるパラジウム(Pd)金属を蒸着させる事で、本来の格子定数が歪んだPd結晶薄膜の作成を行った。本研究では、この格子定数の歪みが3次元的にどのように及んでいるのかを透過型電子顕微鏡を用いて評価を行った。これまでの反射型高速電子線回折の測定から、基板のAgにより面内方向には引き延ばされている事が分かっていたが、今回の測定から、格子定数は面内方向だけではなく、面直方向にも引き延ばされている事が分かった。さらに、この格子定数の変調はPd/Agの極界面近傍のみで発生しており10原子厚さ程度で完全に緩和している事が分かった。このことから、界面近傍での格子変調は、予想していたような弾性変形ではないことが実験的に分かった。本研究ではPdを室温で蒸着している。これまでの研究では、室温蒸着の場合PdとAgの合金化は発生しないと報告されているが、等方的な歪みの原因として、非常に微視的スケールでPd/Ag界面を見た場合、10原子厚さ程度の合金化が起きている可能性がある事が実験的に分かった。この作成したPd膜における、水素昇温脱離スペクトルから膜における格子定数の特異性を調べたが、界面近傍の格子定数変調と水素吸蔵量変化の関係が、まだ明らかになっていない。引き続き、様々な膜厚で測定を行う事から、格子定数変調と水素吸蔵エネルギーの変化を明らかにしたい。今後、10K以下での水素吸蔵を測定するためにGM冷凍機の購入を行った。ゼロ点振動が支配的となる低温領域でのPdにおける水素吸蔵メカニズムと、Pd格子定数変調に伴う吸蔵メカニズムの変化を今後明らかにしてきたい。水素貯蔵材料であるパラジウム(Pd)金属を、格子定数が大きいAg表面にエピタキシャル成長させる事でPdの格子定数を変調させ、それに伴う水素吸蔵特性変化を調べることを目的として研究をスタートさせた。一方、反射高速電子線回折(RHEED)を測定する事から、表面のPd格子定数、水素吸蔵に格子定数変化を調べた。Pd膜厚、水素暴露量を実験パラメータとした2種類の測定結果を比較すると、Pd膜中での水素濃度は均一でないことが分かった。水素濃度不均一性が、Pdの格子拡張が発生しているPd/Ag界面付近で起きているのか、あるいはPd表面で発生しているのかを調べる必要が出て来たため、Ag表面におけるPd成長様式をAFMとRHEEDまたPd/Ag界面を、TEMを用いた観察を行った。Pdの支持体であるAgはSi(111)7x7表面に成長させたAg(111)表面を用いた。RHEED測定からPdは(111)成長し、5%の格子ミスマッチは10原子厚さ程度で緩和することが分かった。またAFM測定から、Pdは50nm程度四方のサイズのグレインで島状成長することが分かった。またPd/Ag界面をTEM観察した所、格子定数緩和はRHEED測定と一致し、合金化は発生していたとしても10原子厚さ以内であることが分かった。Ag(111)上におけるPdの成長過程に関するこれらの結果は、論文投稿予定である。以上の結果から、水素吸蔵の不均一性は格子不整合が起きているPd/Ag界面ではなく、Pd表面で起きている可能性が濃厚になってきた。これまでの研究から、水素はPdの表面極近傍で高濃度な水素化物を作る可能性が示唆されており、今後、Pd表面での水素吸蔵分布に関して詳細を調べる必要があると考えている。表面科学これまでPd/Ag界面近傍におけるPd格子定数の拡張は弾性変形であると思っていたが、詳細な測定を実施した所、等方的に拡張している事が分かった。この変化の理由は明らかでなく、Pdの格子定数が変化しているという理解ではなく、界面近傍でPd/Agの合金化が起きてしまっている可能性も考えられる。この時の水素吸蔵変化に関して、水素昇温脱離スペクトルの格子変調効果がはっきりとまだ観測できていない。今後は界面近傍におけるPd格子変調の水素吸蔵変化の測定感度を上げるためにPdとAgの超格子構造膜を作成し、実効的に界面効果を大きくする事で、格子変調が水素吸蔵特性にどのように影響するのかを実験的に明らかにしたい。
地球流体方程式に現れる異方性と特異極限問題の数学解析

本研究の目的は,大気や海洋などを代表とする大規模な地球流体において,回転と温度成層が流れの様相に及ぼす影響やその仕組みを,非線形偏微分方程式論の観点から数学的に解明することである.この問題は,Coriolis力およびBoussinesq近似を取り入れた非圧縮性Euler方程式または非圧縮性Navier-Stokes方程式の初期値境界値問題や定常問題として数学的に定式化される.回転および温度成層が流れの様相や長時間挙動に及ぼす分散性と異方性のメカニズム,およびその相違に関する数学解析を行い,地球流体力学に対する数学的理論の構築を研究目標とする.本研究の目的は,大気や海洋などを代表とする大規模な地球流体において,回転と温度成層が流れの様相に及ぼす影響やその仕組みを,非線形偏微分方程式論の観点から数学的に解明することである.この問題は,Coriolis力およびBoussinesq近似を取り入れた非圧縮性Euler方程式または非圧縮性Navier-Stokes方程式の初期値境界値問題や定常問題として数学的に定式化される.回転および温度成層が流れの様相や長時間挙動に及ぼす分散性と異方性のメカニズム,およびその相違に関する数学解析を行い,地球流体力学に対する数学的理論の構築を研究目標とする.
咬合・咀嚼機能の維持増進を目指した新しい成人歯科健診システム構築

研究目的は、咬合咀嚼機能の維持増進を「保健モデル」としてとらえ、咬合咀嚼機能の主観的評価を口腔診査,咬合診査などの客観的評価によってどこまで捉えることができるか、咬合咀嚼機能の維持増進のための指標と保健指導の内容とはどのようなものかを明らかにし、咬合咀嚼機能の維持増進に関連する保健情報とは何か、受診者の咬合咀嚼機能の自己評価を重視した新しい成人歯科健診シネテムの構築を試みることである。研究1:咬合咀嚼機能の主観的評価と客観的評価との関連性:咬合咀嚼機能の主観的評価はアンケート調査によって行い,口腔診査前に配布あるいは健診時に聞き取りによって行った。客観的評価として用いた2つの咬合診査法(T-ScanおよびDental Prescale)は,咬頭篏合位で記録した。被検者は35歳以上65歳未満の総数239名(男性は95名、女性144名)であった。アンケート結果をもとに咬合状態について簡単な説明と保健指導を行った。主観的評価を咬合咀嚼に関連する能力と症状とに分けた場合,本研究で用いた咬合咀嚼機能の咬合診査(客観的評価)による指標は症状よりも能力と関連が深いことが示された。したがって,健診時での歯科保健指導は咀嚼能力の判定に重点をおくことが有効であると考えられた。また,30-40歳代では咬合咀嚼にみられる症状に関連を認めたことから,ヒトの生涯で歯周病の多発傾向と喪失歯が出現してくる時期で,咬合咀嚼の安定から不安定状態に入っていくこの年齢群での歯科保健指導の重要性が示唆された。また,成人における咬合咀嚼機能の主観的評価は、歯や歯周組織の状態よりも咬合診査から得られるパラメーターとの相関が高いことが示唆された。研究2:食品受容応答スコアのパーセンタイル曲線の作成:調査用紙を用いた個人の咀嚼機能の評価方法を検討する目的で31種の食品に対する応答スコアを合計値(食品受容応答スコア)のパーセンタイル値を求め、年齢にたいするパーセンタイル曲線を作成した。対象者は20歳60歳台までの成人2,450名(女性1,252名、男性1,198名(表1))である。食品ごとのスコアを合計(最大値155、最小値31)し、個人の食品受容応答スコアとした。対象者を近似曲線からえられた25%タイル値未満および以上の2群に分けた場合、25%タイル未満の群では、喪失歯数およびDMFT indexが有意に高く、現在歯数および健全歯数が有意に低かった。これらの結果から25%タイル値以下の被検者には咬合咀嚼機能に何らかの問題点を,持っていることが予測される。食品受容応答スコアのパーセンタイル曲線は成人における食品受容状況の口腔保健指標として有用であると考えられた。研究目的:本研究は、咬合咀嚼機能の心理学的(主観的評価)側面を口腔診査,咬合診査などの客観的評価によってどこまで捉えることができるか、咬合咀嚼機能の維持増進のための指標と保健指導の内容とはどのようなものかを明らかにすることを目的としている。研究対象および研究方法:被検者は総数682名であり,解析は18-20歳代(486名(男性:398,女性:88)),30-40歳代(98名(男性:63,女性:35)),50-60歳代(85名(男性:47,女性:38))の年齢群に分けて行った。咬合咀咀嚼能の主観的評価はアンケート調査によって行った。歯の状態は歯面別に診査を行い,DMFS index,健全歯数および喪失歯数を求めた。咬合診査による測定結果から.T-Scanについては咬合接触点数および左右側咬合接触点数のバランス,Dental Prescaleについては咬合接触面積,咬合力バランス,咬合力の重心の曲後および左右方向のバランスを求めた。統計学的分析はWindows版SASシステム(Ver.6.12)を用いた。研究結果および考察:T-Scanによって求められた咬合接触面積を4群に分けた場合,“硬い食べ物の受容性"は全年齢群で咬合接触点数が多いほど硬い食べ物を食べられると応答し,とくに50-60歳代では接触点数が15以下の場合,およそ40%の被検者が“咀嚼ができない"と応答していた。Dental Prescaleによって求められた接触面積で4群に分けて解析した場合も同様であった。T-Scanによって求められる咬合接触点数は,18-20歳代を除きすべての年齢群で咬合咀嚼の能力および症状(自己評価)とに相関が認められた。Pre-Scaleによって求められる咬合接触面積および咬合力のバランスは,18-20歳代および50-60歳代では咬合咀嚼の能力と,30-40歳代では咬合咀嚼にみられる症状と相関していた。

DMFS indexおよび健全歯数は,40歳代まで咬合咀嚼の能力との関連が認められたが,50-60歳では喪失歯とに関連が認められた。咬合咀嚼機能に関連する自己評価を目的変数とし.咬合診査ならびに口腔診査から得られる指標を説明変数として重回帰分析を行った。"硬い食品の受容性"は説明変数として咬合接触面積,咬合接触点数.咬合接触点の左右のバランスおよび健全歯数が選択(決定係数=0.1398)された。"咀嚼能力の自己評価"は説明変数として咬合力の重心の左右のバランス,健全歯数が選択(決定係数=0.2391)された。"咀嚼能力の変化"は説明変数として咬合力バランス,咬合力の重心の前後側バランス,健全歯数が選択(決定係数:0.2458)された。主観的評価を咬合咀嚼に関連する能力と症状とに分けた場合,本研究で用いた咬合咀嚼機能の咬合診査による指標は症状よりも能力と関連が深いことが示された。したがって,健診時での歯科保健指導は咀嚼能力の判定に重点をおくことが有効であると考えられた。また,30-40歳代では咬合咀嚼にみられる症状に関連を認めたことから,ヒトの生涯で歯周病の多発傾向と喪失歯が出現してくる時期で,咬合咀嚼の安定から不安定状態に入っていくこの年齢群での歯科保健指導の重要性が示唆された。研究目的は、咬合咀嚼機能の維持増進を「保健モデル」としてとらえ、咬合咀嚼機能の主観的評価を口腔診査,咬合診査などの客観的評価によってどこまで捉えることができるか、咬合咀嚼機能の維持増進のための指標と保健指導の内容とはどのようなものかを明らかにし、咬合咀嚼機能の維持増進に関連する保健情報とは何か、受診者の咬合咀嚼機能の自己評価を重視した新しい成人歯科健診シネテムの構築を試みることである。研究1:咬合咀嚼機能の主観的評価と客観的評価との関連性:咬合咀嚼機能の主観的評価はアンケート調査によって行い,口腔診査前に配布あるいは健診時に聞き取りによって行った。客観的評価として用いた2つの咬合診査法(T-ScanおよびDental Prescale)は,咬頭篏合位で記録した。被検者は35歳以上65歳未満の総数239名(男性は95名、女性144名)であった。アンケート結果をもとに咬合状態について簡単な説明と保健指導を行った。主観的評価を咬合咀嚼に関連する能力と症状とに分けた場合,本研究で用いた咬合咀嚼機能の咬合診査(客観的評価)による指標は症状よりも能力と関連が深いことが示された。また,成人における咬合咀嚼機能の主観的評価は、歯や歯周組織の状態よりも咬合診査から得られるパラメーターとの相関が高いことが示唆された。研究2:食品受容応答スコアのパーセンタイル曲線の作成:調査用紙を用いた個人の咀嚼機能の評価方法を検討する目的で31種の食品に対する応答スコアを合計値(食品受容応答スコア)のパーセンタイル値を求め、年齢にたいするパーセンタイル曲線を作成した。対象者は20歳60歳台までの成人2,450名(女性1,252名、男性1,198名(表1))である。食品ごとのスコアを合計(最大値155、最小値31)し、個人の食品受容応答スコアとした。対象者を近似曲線からえられた25%タイル値未満および以上の2群に分けた場合、25%タイル未満の群では、喪失歯数およびDMFT indexが有意に高く、現在歯数および健全歯数が有意に低かった。これらの結果から25%タイル値以下の被検者には咬合咀嚼機能に何らかの問題点を,持っていることが予測される。食品受容応答スコアのパーセンタイル曲線は成人における食品受容状況の口腔保健指標として有用であると考えられた。
高次元ブラックホールの対称性

キリング・矢野対称性を許す高次元時空の分類を行なった.具体的な時空計量を求める問題は一連の偏微分方程式を解く問題に帰着する.これらの偏微分方程式に対しいくつかの解を得ることに成功した.偶数次元には3つのタイプの時空が存在する.他方,奇数次元の時空にはより豊富な時空構造が許される.本研究で構成された時空計量はキリング・矢野対称性を持つ最も一般的な解ではないが,アインシュタイン重力理論や超重力理論の広範囲の解をカバーするものになっている.実際,回転する高次元ブラックホール時空,マックスウェル場と結合した電荷を持つブラックホール時空,トーションを含む超対称時空等々である.4次元Kerrブラックホール時空には,共形キリング-矢野テンソル(CKYテンソル)と呼ばれるテンソル場で記述される隠れた対称性が存在する.このようなCKY対称性は,時空上の場の方程式が変数分離するというミラクルな性質に幾何学的な説明を与える.近年,本研究を通して,このようなCKY対称性が高次元Kerr時空にも存在することが明らかになった.平成24年度の研究では,上記の研究を超重力理論の高次元ブラックホール時空へ拡張した.超重力理論の舞台となる時空には重力場以外にも,スカラー場,反対称テンソル場等々いろいろな物質場が存在する.ブラックホール時空のCKY対称性は物質場が存在しても保存されるのであろうか?超重力理論のブラックホール時空において場の方程式に変数分離性が現れる多くの例が知られている.この事実は,計量テンソルの対称性だけから説明できるものではない.超重力理論の高次元時空にも隠れた対称性が存在することを示唆するものである.本研究では, 3階反対称テンソル場と時空のトーションを同一視することにより,拡張されたCKYテンソル(GCKYテンソル)を導入し高次元時空の分類を行った.まだ完全な分類には至っていないが,我々のリストには回転するブラックホール,電荷やNUTを持つブラックホール等々興味深い多数の高次元時空が含まれている.さらに,異なるタイプの解として, Kahler with torsion (KT)やCalabi-Yau with torsion (CYT)を持つ解も発見された.幾何学的には特殊ホロノミー多様体の変形とみなされるものであるが,これらの解の物理的な解釈は今後の課題である.時空のリストを使って,場の方程式の変数分離性も確認され, GCKYが超重力理論の隠れた対称性を記述することが明らかになってきた.高次元ブラックホール時空には,共形Killing-矢野テンソル(CKYテンソル)と呼ばれる特別なテンソル場で記述される“隠れた対称性"が存在する.このような対称性は,ブラックホール時空の分類問題や時空の(不)安定性解析の研究においても重要な役割を果たすと考えられている.歴史的には, Walker-Penrose (1970年)によって, 4次元Kerrブラックホール時空の対称性として発見された.また, CKYテンソルを純粋に数学的視点から導入したのは柏田(1968年)立花(1969年)たちによる幾何学者の研究にまで遡る. 20世紀後半になって,超弦理論や超重力理論等々の重力を含む統一理論の関心は高次元ブラックホール時空を研究する大きな動機付けを与えた.私たちは,このような流れの中でCKY対称性が高次元時空にも拡張できることを明らかにしてきた.近年のゲージ理論の解析に重要な役割を果たしているのは,AdS/CFT対応と呼ばれる双対性である.現在の大きな課題の一つとして,この対応をいかに対称性の低いゲージ理論に適用できるかという問題がある.佐々木多様体は,超対称性の低い場合の双対性を記述する超重力理論のソリトン解を記述すると考えられている.拡張されたCKY対称性を使って新しいタイプの佐々木多様体を提案し,その幾何学的な性質を明らかにした.2005年から2011年にかけて行った高次元ブラックホール時空の対称性およびアインシュタイン重力理論の厳密解に関する一連の研究を整理し、新しい視点も加えレビュー論文を発表した。この論文は、近年の高次元ブラックホール研究の発展をまとめたProgress of Theoretical Physics (2011年)に招待論文として投稿したものである。真空中の高次元ブラックホール時空には、共形キリング・矢野テンソルと呼ばれる特別なテンソル場で記述される隠れた対称性が存在する。このような対称性は、ブラックホール時空の分類問題や時空の(不)安定性解析の研究において重要な役割を果たすと考えられている。歴史的には、Walker-Penrose(1970年)によって、共形キリング・矢野テンソルが4次元カー・ブラックホール時空の隠れた対称性を記述することが発見された。また、共形キリング・矢野テンソルを純粋に数学的視点から導入したのは柏田(1968年)、立花(1969年)たちによる幾何学者の研究にまで遡る。20世紀後半になって、超弦理論や超重力理論等々の重力を含む統一理論の関心は高次元ブラックホール時空を考える大きな動機付けを与えた。本研究では、このような流れの中で、共形キリング・矢野対称性が高次元時空にも拡張できることを明らかにした。さらに、対称性に物質場による変形の効果を導入することで、超重力理論の対称性も捕えることができるようになってきた。このような変形は、幾何学的には「時空の捩れ」あるいは「トーション」として自然な解釈を持つものである。トーションを含む共形キリング・矢野テンソルの研究は、高次元ブラックホール時空の新しい対称性として今後の発展が期待できる。

高次元ブラックホール時空には,共形キリング・矢野テンソル(CKYテンソル)と呼ばれる特別なテンソル場で記述される隠れた対称性が存在する.このような対称性は,ブラックホール時空の分類問題や時空の(不)安定性解析の研究においても重要な役割を果たすと考えられている.歴史的には,Walkaer-Penrose(1970年)によって,4次元Kerrブラックホール時空の対称性として発見された.また,CKYテンソルを純粋に数学的視点から導入したのは,柏田(1968年),立花(1969年)たちによる幾何学者の研究にまで遡る.20世紀後半になって,超弦理論や超重力理論等々の重力を含む統一理論の関心は高次元ブラックホール時空を研究する大きな動機付けを与えた.本研究では,このような流れの中でCKY対称性が高次元時空にも拡張できることを明らかにしてきた.主要な結果は,Kerr-NUT-AdS時空が,CKY対称性を許す唯一のブラックホール時空であることを任意の時空次元で証明したことである.また,CKY対称性に物質場による変形の効果を取り入れることで,より広いクラスのブラックホール時空が捕えられるようになってきた.特に超重力理論の場合,このような変形は時空の「トーション」として自然な幾何学的解釈が与えられる.本研究では,トーションを持つ拡張されたCKY対称性を許す時空の分類を行った.我々の研究は幾何学の分野においても有用である.実際,CKY対称性を許すブラックホール時空の解析接続(Wick回転)を使ってコンパクトなEinstein多様体を構成することができる.この結果は,Lorentz幾何学とRiemann幾何学の間に興味深い関連が存在することを示唆するものである.G-構造は、超弦理論や超重力理論における超対称な厳密解を構成する強力な手法を提供する。本研究では、7次元および8次元空間でコンパクト化したヘテロ型超重力理論の時空を記述する厳密解の構成を行った。7、8次元に対応するG-構造は、Bergerによる特殊ホロノミー多様体の分類からG2およびSpin(7)であり、この構造を許す具体的な解を求めることを目標とした。得られた結果は、Bryant-Salamon (1989)やCvetic-Gibbons-Lu-Pope(2002)によって発見された例外型ホロノミー群を持つリッチ平坦計量(重力インスタントン)をトーションを含む形に拡張したものになっている。正のスカラー曲率を持つコンパクトなEinstein多様体の知られている例はそれほど多くない。最初の非等質な例はPage(1979)によって2次元球面上のファイバー束に与えられた。本研究では高次元ブラックホール計量を解析接続することにより非等質なコンパクトEinstein多様体の組織的な構成を行った。Killingベクトルは計量テンソルの対称性を記述するベクトル場である。本研究ではKillingベクトルを高階の反対称テンソル場に拡張したKilling-Yanoテンソルに注目する。Kerr時空は、このようなテンソル場を許す代表的な時空である。