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海底泥火山の活動予測にむけた試み－南海トラフ近傍の泥火山活動位置規定要因を解く

熊野海盆を含む南海トラフ沿いの海底に「泥火山」と呼ばれる丘状の地形的特徴が存在することは知られており、それを構成する物質についての調査と考察が進んでいたが、なぜ、どこに、どのような密度で分布するのかを理解するには至っていなかった。本研究では、最初に既存研究や関係者との対話を通して「日本の泥火山」の実像を理解し、次に海域における調査航海を実施して泥火山が未確認の領域を含めて改めて泥火山分布を探査して、その分布規定要因を観測事実と理論両面から詰めることを目指した。その結果、以下の結論を得た:1.南海トラフには存在する泥火山の分布域は断続的である。泥火山は、熊野海盆平坦部と、日向灘から九州東部全域を含む種子島に至る海域に群発し、四国沖を含むこの二海域を繋ぐ海域には稀に少数が存在する。2.熊野海盆と日向灘種子島の二海域を特徴付ける地質学的条件が、日本の南海トラフに沿う泥火山活動の位置を規定している可能性が高い。これが海山の沈み込みである可能性を考える:熊野海盆には、フィリピン海プレート東縁の伊豆小笠原火山列から四国海盆内に断続的に見られる海山が、日向灘種子島には九州ーパラオ海嶺が沈み込む。これらがプレート境界面に持ち込まれる物質として特徴を持っている可能性が考えられる。3.熊野海盆と日向灘種子島海域に群発し、四国沖で少数が見られる南海トラフ沿いの泥火山の分布は、同海域で報告されているスロー地震の発生領域におよそ重複して見える。泥火山を構成する泥の生産現場に「水」が関わるとすれば、両者の分布領域のおおまかな重複には意味がある可能性がある。つまり南海トラフの泥火山分布は、「流動化した泥を生産し、かつ貫入体を作るに十分な浮力を与えうる」地質の分布に規制されていると考えられる。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度の進捗状況は以下のとおりである:1,海洋泥火山の実観測に基づくデータのプロセッシングを進め、これを解析し、研究協力者と密な議論の機会を設けて、年間を通して議論の発展と学術論文の執筆に注力した。執筆した論文を国際誌に投稿した。しかし投稿論文が先般リジェクトの通知を受けたので、出来るだけ速やかにこの論文を修正して、再び国際誌に投稿する意向である。2,ドイツの調査船による研究航海に参加し、新たに船舶による音響観測データほか観測値を得た。本航海に参加した結果、平成28年度のうちに熊野海盆をほぼ網羅する音響データを取得できた。本航海で得た音響データのプロセッシングを終え、目下熊野海盆における広範な泥火山活動位置と活動度の把握に議論を展開している。3,関連書籍の検索や地質関係者との対話を通して、現状の「泥火山」に関する一般的な理解についての情報収集に努めた。その過程で、英単語「Mud Volcano」の対訳として用いられている単語「泥火山」が、それの定義とは異なるイメージを一般的に持ちうることに気付いた:泥火山の定義は「地下から噴出する堆積物が形成する地形的特徴」であり、噴出の現象そのものを指すものではないが、理解は混在している。また日本語読みとしても「音・訓」が混ざって見られる。平成29年度中に日本地質学会から出版を目指している泥火山に関する特集号にこの問題意識を乗せるために、今後更に広範な情報収集とコンパイルに努める。4,地球惑星科学連合大会(5月実施@千葉県)および日本地質学会(9月実施@東京都)にて「泥火山」セッションを提案および泥火山を冠する集会を設定し、関係者間の密な情報交換と泥火山コミュニティの拡大に努めた。この活動を通して、日本における泥火山コミュニティの形成と活性化および泥火山に関する知識の底上げに注力した。平成28年度には研究協力者の多大な協力を得て、泥火山観測データのプロセッシングと議論を集中して行い、学術論文をまとめることが出来た。研究協力者に仲介していただき熊野海盆泥火山観測に来日したドイツ船に乗船の機会を得て、RPD最終年度までに取得する予定であった熊野海盆ほぼ全域の音響観測データを、前倒して取得することが出来たのみならず、熊野海盆泥火山活動と同海域の地震活動を観測したデータなどにもアクセスが可能になった。投稿した学術論文がリジェクトとなったことが研究計画の遅延をもたらしたが、これは平成29年度早々の再投稿を目指し活動を継続している。総じて、平成28年度の研究活動はおおむね順調に進行していると考える。平成28年度内研究活動の過程で泥火山の定義に当たるなど基礎情報の見直しと情報収集を進めた結果、「地下からのメッセンジャーである」と広く受け入れられている泥火山のイメージと、「地形的特徴(丘)である」とする泥火山定義との間に理解の乖離があると考えるに至ったので、これを正すべく平成29年度の研究活動に努める。平成29年度は、「日本近海の泥火山」を特徴づけるために、世界の泥火山研究における日本の泥火山の位置づけと、日本の泥火山ならではのセッティングを生かす新しい研究視点の創出に努めた。・JpGU-AGU joint meetingと日本地質学会に泥火山セッションを提案し、受理され、運営をした。JpGU-AGU joint meetingでは国外の研究者二名に招待講演をお願いしたが一名が来日できなくなり、私自身が代理発表を行った。また私自身の研究成果も海外の学会にて発表し、海外の関連研究者との関係開拓と構築を進めた。

・日本の海域泥火山は地震発生帯の数km直上に発現していると着想し、地震発生帯と泥火山活動起源との関係についての考察を深めた。新学術領域研究「スロー地震学」の連携研究者となり、本研究の最終年度に向けて新しい研究の視点を開拓している。・平成30年度に実施予定の調査航海計画を提案し、受理された。日本の海域泥火山が地震活動と関連して見られるならば、泥火山が未報告である四国沖日向灘にも存在するだろうと考え、これを船舶からの音響調査により探査する計画である。平成30年度早々の実施に向けて、既存データの収集と再解析など準備を進めた。・「日本の泥火山」を特徴づけ、正しく理解するためには、世界の泥火山活動を俯瞰し、日本の泥火山を含む諸現象を分類しなおす視点が必要だと考えて、日本地質学会125周年企画として刊行される予定の地質学雑誌泥火山特集号に寄稿するレビュー論文執筆に多大な時間を費やした。・学会における泥火山セッションを日本国内における泥火山研究者コミュニティの構築に尽力した。平成30年度JpGUには泥火山と関係の深い化学合成生態系のセッションと協力関係を結ぶなど、さらに新しい研究協力体制の構築を目指し活動している。「日本の泥火山活動を理解し、南海トラフ沿いの泥火山活動予測を試みる」「日本国内に泥火山研究者コミュニティを構築する」ことを目標としている本研究計画は、新しい研究協力分野を開拓している現状を見て、おおむね順調に進んでいると判断する。昨年度にリジェクトされた学術論文の再投稿準備が進んでいる。次年度すぐにも再投稿をする。引き続き国内泥火山コミュニティの構築と確立に尽力する。熊野海盆を含む南海トラフ沿いの海底に「泥火山」と呼ばれる丘状の地形的特徴が存在することは知られており、それを構成する物質についての調査と考察が進んでいたが、なぜ、どこに、どのような密度で分布するのかを理解するには至っていなかった。本研究では、最初に既存研究や関係者との対話を通して「日本の泥火山」の実像を理解し、次に海域における調査航海を実施して泥火山が未確認の領域を含めて改めて泥火山分布を探査して、その分布規定要因を観測事実と理論両面から詰めることを目指した。その結果、以下の結論を得た:1.南海トラフには存在する泥火山の分布域は断続的である。泥火山は、熊野海盆平坦部と、日向灘から九州東部全域を含む種子島に至る海域に群発し、四国沖を含むこの二海域を繋ぐ海域には稀に少数が存在する。2.熊野海盆と日向灘種子島の二海域を特徴付ける地質学的条件が、日本の南海トラフに沿う泥火山活動の位置を規定している可能性が高い。これが海山の沈み込みである可能性を考える:熊野海盆には、フィリピン海プレート東縁の伊豆小笠原火山列から四国海盆内に断続的に見られる海山が、日向灘種子島には九州ーパラオ海嶺が沈み込む。これらがプレート境界面に持ち込まれる物質として特徴を持っている可能性が考えられる。3.熊野海盆と日向灘種子島海域に群発し、四国沖で少数が見られる南海トラフ沿いの泥火山の分布は、同海域で報告されているスロー地震の発生領域におよそ重複して見える。
組合せ構造に基づいた新しい学習手法の開発

本研究課題では、データの組合せ的な特徴に基づいた新しい学習手法の開発を目標としてきた。このためデータの特徴を良く表すような組合せ構造を抽出し、それを解析することで学習を行うという手順を考えた。分類と呼ばれる学習問題に対し、2部グラフ構造に基づいた学習アルゴリズムを提案した。また、その学習能力が既存のものと比較しても遜色無く、ある特殊な場合においては優れることを実験的に示した。計算に基づいた学習において、従来の幾何的な枠組みではなく、データの組合せ的な性質を利用した新しい学習手法の開発を目指す。とりわけ代表的な学習問題である「分類」に注目し、(1)データの特徴をうまく表現する組合せ構造を抽出、(2)抽出された組合せ構造を解析することによって分類器を構成する、という2段階のアプローチを取る。平成20年度の成果について述べる。まず段階(1)について、離散データの2部グラフによる表現を提案した。この2部グラフは、データのサンプルに対応する節点と、別に与えられた決定表(あるいはその集合)のエントリに対応する節点から成り、サンプルとそれが属するエントリに対して枝が張られる。このような2部グラフを枝交差数最小化のコンセプトにしたがって空間に配置し、配置から定められるサンプルの半順序関係を利用することによって、決定表の学習能力を向上できることを観察した(段階(2))。枝交差数最小化が学習能力の向上につながったという事実は、情報可視化の観点から興味深い。枝交差数最小化は情報可視化において広く使われる手法であるが、可視化された対象それ自体がデータの分類に関して非自明かつ有意な構造を持つという例は、これまでにほとんど報告されていないからである。また離散的なサンプルの半順序関係に着目するアイディアもこれまでにほとんど知られていないものであり、分類における離散データの取扱いに対して新しい可能性を見出すものである。計算に基づいた学習において、従来の幾何的な枠組みではなく、データの組合せ的な性質を利用した新まず(1)について、平成20年度の研究では2値分類を取扱い、離散データから2部グラフ構造を抽出する方式を提案した。この2部グラフは、データのサンプルに対応する節点と、別に与えられた決定表(あるいはその集合)のエントリに対応する節点から成り、サンプルとそれが適合するエントリに対して枝が張られる。平成21年度では、このような2部グラフを枝交差数最小化のコンセプトにしたがって空間に配置すれば、効果的な分類器として用いることができることを実験的に示した。特に重心法による配置は従来の超平面分類器と見なすことができるため、学習理論を導入することによって今後の発展が期待される。また(2)について、前述の2値分類器を多値分類器に拡張し、その汎化能力がC4.5やLibSVMなどのベンチマークアルゴリズムと比べても遜色ないことを実験的に示した。この拡張はECOCなど従来の枠組みによるものではなく、やはり枝交差数最小化に基づいた独創的なものである。枝交差数最小化は情報可視化において広く使われる手法であるが、可視化された対象それ自体がデータの分類に関して非自明かつ有意な構造を持つという例は、これまでにほとんど報告されておらず、本研究の成果は、機械学習および情報可視化の双方の観点から興味深い。
高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法の順守との関係における地域格差の検討

本研究課題の目的は、都市部居住高齢糖尿病者と農村部居住高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法との関係の地域比較を行うことであった。両者の自己効力感と食事療法の順守に把握するためにアンケート調査を行い比較検討を行った結果、以下の結論を得た。1)仕事を持つ高齢糖尿病者や配偶者のいる高齢糖尿病者が健康に対する統制感が高いのは、社会的役割や家庭内の役割を果たそうとする意識や充実感が自己効力感を高めている可能性がある。2)BMIを良好に維持している高齢糖尿病者は、疾患の管理に対して積極的に取り組めている者が多く、体重がコントロールの目安になっている可能性が考えられる。3)精神的に健康であることや日常生活に支障がないことは、自己効力感に影響していることが示唆された。4)摂取カロリーの少なかった男性及び家族と同居している高齢糖尿病者の食行動に影響している要因を明らかにする必要がある。5)摂取カロリーが多かった高齢糖尿病者は、日常生活に支障がなく職業をもっていないことから日常生活の過ごし方に目を向ける必要がある。6)都市部居住高齢糖尿病者が健康に対する統制感が高いのは、患者会や他者との交流が自己効力感を高めている可能性がある。7)都市部居住高齢糖尿病者が日常生活を自立して過ごしている背景には、公共交通機関の利用のしやすさなどが影響している可能性がある。また、高齢者の食に対する思いを知るために文献検討を行った。高齢糖尿病者の食生活には、個々の生活に沿った支援の必要性が示唆された。本研究課題の目的は、都市部居住高齢糖尿病者と農村部居住高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法の順守との関係の地域比較を行うことである。平成15年度の研究実施計画の目的は、香川県在住の高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法の順守に関する実態調査を行うことであった。対象は、糖尿病専門外来に通院中の2型糖尿病と診断された65歳以上の男女であった。データ収集は、対象者に文書と口頭で研究の趣旨を説明し、同意を得たうえで面接によるアンケート調査を行った。アンケート内容は、自己効力感、指示カロリーに対する摂取カロリー比(食事療法順守の指標)、日常生活活動能力、抑うつ傾向、対象者の基本的属性であった。今年度の実施結果は、高齢糖尿病者25名(男性13名、女性12名)からデータが得られた。対象者の平均年齢は、70.96±5.27歳であった。調査日から6ヶ月を遡って得られたヘモグロビンA1cの平均は、7.57±1.51mg/dlであり、BMIは、24.36±3.03であった。自己効力感は、疾患に対する対処行動の積極性得点は平均44.36±2.85、健康に対する統制感得点は29.84±3.52であった。摂取カロリーは、12962189kcalであり、平均1449.35±455.32kcalであった。現在、都市部居住高齢糖尿病と農村部居住高齢糖尿病者との比較には、農村部居住高齢糖尿病者数が不足しているため引き続きアンケート調査を実施している。農村部居住高齢糖尿病者数が目標数である約100例に達し次第、都市部・農村部居住の高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法の順守との関係について地域格差の比較検討を行う。本研究課題の目的は、都市部居住高齢糖尿病者(以下、都市部居住者)と農村部居住高齢糖尿病者(以下、農村部居住者)の自己効力感と食事療法の順守との関係の地域比較を行うことである。平成16年度の研究実施計画の目的は、農村部居住者の自己効力感と食事療法の順守との関係を明らかにし、その結果に基づき都市部居住者との地域格差を比較検討することであった。アンケート内容は、昨年度と同様のものを使用した。今年度は、農村部居住者42名(男性21名、女性21名)からデータが得られた。平均年齢は、71.19±5.22歳であった。調査日から6ヶ月を遡って得られたHbAlcの平均は7.20±1.33であり、BMIは24.64±3.97であった。摂取カロリーは11593749Kcalであり、平均は1884.05±554.14Kcalであった。指示カロリーに対する摂取カロリー比は-31134%であり、平均25.31±35.41%であった。また、各尺度の信頼性係数は0.64770.7824であった。配偶者の有無と自己効力感との関係では、配偶者のある者は配偶者のない者と比べて「健康に対する統制感」が有意に高かった(P<0.05)。次に、職業の有無とカロリー比との関係では、無職者は有職者と比べて摂取カロリー比が高い傾向にあった(P<0.1)。日常生活活動能力と摂取カロリー比との関係では、活動能力が高ければ摂取カロリー比も高くなる(r=0.349 P<0.05)という結果が得られた。教育入院経験の有無と摂取カロリー比との関係では、教育入院経験のある者はない者と比べて摂取カロリー比が高い傾向にあった(P<0.1)。今回の調査では、自己効力感と摂取カロリー比および糖尿病関連因子との間に有意な関係は認められなかった。

次に、都市部居住者と農村部居住者との比較では、「健康行動への対処行動の積極性」において都市部居住者が農村部居住者と比べて有意に高く(P<0.05)、日常生活活動能力においても都市部居住者が高い傾向にあった(P<0.1)。現在、高齢糖尿病者の食に対する思いに関する文献検討を行い来年度の研究における見解を深めるとともに、個別性を重視した食事療法に関する教育プログラム試案への示唆を得ている。本研究課題の目的は、都市部居住高齢糖尿病者と農村部居住高齢糖尿病者の自己効力感と食事療法との関係の地域比較を行うことであった。両者の自己効力感と食事療法の順守に把握するためにアンケート調査を行い比較検討を行った結果、以下の結論を得た。1)仕事を持つ高齢糖尿病者や配偶者のいる高齢糖尿病者が健康に対する統制感が高いのは、社会的役割や家庭内の役割を果たそうとする意識や充実感が自己効力感を高めている可能性がある。2)BMIを良好に維持している高齢糖尿病者は、疾患の管理に対して積極的に取り組めている者が多く、体重がコントロールの目安になっている可能性が考えられる。3)精神的に健康であることや日常生活に支障がないことは、自己効力感に影響していることが示唆された。4)摂取カロリーの少なかった男性及び家族と同居している高齢糖尿病者の食行動に影響している要因を明らかにする必要がある。5)摂取カロリーが多かった高齢糖尿病者は、日常生活に支障がなく職業をもっていないことから日常生活の過ごし方に目を向ける必要がある。6)都市部居住高齢糖尿病者が健康に対する統制感が高いのは、患者会や他者との交流が自己効力感を高めている可能性がある。7)都市部居住高齢糖尿病者が日常生活を自立して過ごしている背景には、公共交通機関の利用のしやすさなどが影響している可能性がある。また、高齢者の食に対する思いを知るために文献検討を行った。高齢糖尿病者の食生活には、個々の生活に沿った支援の必要性が示唆された。
電子資料の特性を生かした新たな日本語研究法の開拓と一般化のための実践的研究

1.総論日本語の電子資料を用いて文法を中心とする諸事象の分析を行うとともに、日本語研究における電子資料利用の諸問題について一般的見地からの考察を行った。それらの分析・考察の結果は論文・書籍・口頭発表などの形で発表した。2.出版物事例研究の論文としては、現代語におけるサ変動詞の活用のゆれの様相を分析し、音韻その他の要因の複合的な関与を明らかにしたものと、形容動詞連体形における「な/の」の選択における意味的な要因の関与を論じたものがある。また、日本語研究における大きなテーマであるモダリティについて理論的観点から考察した論文においても大規模な電子資料から得られる用例を活用した。電子資料に基づく日本語研究の意義や問題点についての一般的な考察についても、2編の論文で述べた。また、プログラミング言語Per1を使って電子資料を処理する技法の基礎を、プログラミングの知識・経験のない言語研究者に向けて解説した書籍を出版した。3.口頭発表など国内では、2003年秋に日本語文法学会大会のシンポジウムにパネリストとして参加し、「周辺性・例外性と言語資料の性格」という題名で発表し、言語現象の事例の周辺性・例外性と日本語の資料との相関に関する考察を述べた。国外では、2002月秋に北京日本学研究センターで開催された国際シンポジウムにおけるパネルディスカッション「コーパス言語学の新展開」で「コーパス言語学の可能性と限界」と題した発表を行った。そのほか、中国の数大学において電子資料を用いた日本語研究の現状や意義に関する講演を行った。また、2002年秋には北京日本学研究センター、同年冬には大阪大学文学部・文学研究科において、「電子資料と日本語研究」という題目の集中講義を行い、電子資料に基づく日本語研究の方法論や課題について講じた。1総論研究代表者のこれまでの経験をふまえ、新聞記事テキストや文学作品を中心とする大規模な電子資料を利用して日本語の文法・語彙・音韻の諸事象の分析・考察を行った。2研究成果の発表(1)公刊論文今年度中に発表・執筆した論文のうち、電子資料から得られるデータを統計的に扱ったものとしては、現代日本語におけるサ変動詞の活用のゆれの様相を分析し、そこに音韻を始めとするいくつかの要因が複合的に関与していることを示したものと、形容動詞連体形における「な/の」の選択について分析し、意味的な要因の関与を論じたものとがある。また、日本語文法における大きな研究テーマであるモダリティおよび複合辞のそれぞれについて理論的な観点から考察した論文においても大規模な電子資料から得られる用例を活用し、文法の理論的研究においても電子資料が有用であることを示した。(2)中国の日本語研究者に対する講義・講演年度末には中国で日本語の研究・教育が行われている主要な大学4校(湖南大学、四川外国語学院、四川大学、大連外国語学院)において研究者(教師、大学院生)や学生を対象にした講義・講演を行い、本研究の成果を発表・紹介した。中国でも北京日本学研究センターでは日中対訳コーパスが作られるなど電子資料を使った言語研究が注目を集め始めているところであり、電子資料を利用することでどのような日本語研究が可能となるのかを研究代表者の具体的な研究事例を通して紹介した。1総論昨年度に引き続き、日本語の大規模な電子資料を利用して文法・語彙・音韻に関わる諸事象の分析・考察を行った。2研究成果の発表(1)公刊論文本研究課題に基づく研究代表者の近刊の著書・論文は以下の通りである。(a)『Perlプログラミング-テキストデータ処理の基礎-』(大阪外国語大学学術研究双書、近刊)(b)「現代語のモダリティ」(『朝倉日本語講座6文法II』、朝倉書店、近刊)

(a)は、電子資料を利用した日本語研究に関する研究代表者のこれまでの経験を踏まえ、テキストデータ処理に適したプログラミング言語Perlを使って電子媒体の言語資料をコンピュータで自在に処理するため技法の基礎を解説・紹介したものである。(b)は、昨今の日本語文法の研究において重要な研究テーマの1つと目されている"モダリテイ"の概念の通説的な理解に抜本的な再検討の必要があることを、電子資料から得られるデータをも援用しつつ論じたものである。(2)研究成果の発表など2002年910月には北京日本学研究センター(中国)、同12月には大阪大学文学部・文学研究科において「電子資料と日本語研究」という題目の集中講義を行い、電子資料を利用した日本語研究の可能性と問題点について講じた。また、同9月に北京日本学研究センターで開催された国際シンポジウム「日本研究の深化と発展」におけるパネルディスカッション「コーパス言語学の新展開」には招待パネリストとして参加し、「コーパス言語学の可能性と限界」という題名で発表を行った。1総論前々年度・前年度に引き続き、日本語の大規模な電子資料を利用して文法・語彙・音韻に関わる諸事象の分析を行うとともに、これまでの経験と成果を踏まえて電子資料に基づく日本語研究の諸問題について一般的な見地から考察・発表を行った。2研究成果の発表(1)公刊論文本年度に出版ないし執筆した研究代表者の著書・論文は以下の通りである。(a)『Per1プログラミング-テキストデータ処理の基礎-』(大阪外国語大学)(b)「コーパスによる文法の研究」(『日本語学』第22巻第5号)(c)「コーパス言語学の可能性と限界」(『日本学研究』第13期)(d)「現代語のモダリティ」(『朝倉日本語講座6文法II』、朝倉書店)(a)は、テキストデータ処理に適したプログラミング言語Per1を使って電子媒体の言語資料をコンピュータで自在に処理するため技法の基礎について、プログラミングの知識・経験をまったく持たない研究者を読者として想定して解説したものである。(b)と(c)は、電子資料を使った日本語研究の意義や問題点を具体的かつ一般的な形で論じたものである。(d)は、昨今の日本語文法の研究において重要な研究テーマの1つと目されている"モダリティ"の概念の通説的な理解に含まれる重要な問題点について、電子資料から得られるデータを援用しつつ論じたものである。(2)口頭発表2003年11月に日本語文法学会第4回大会のシンポジウム「<周辺><例外>と向き合う」にパネリストとして参加した。「周辺性・例外性と言語資料の性格-その相関の考察-」というタイトルの発表において、言語現象の事例の周辺性・例外性の問題と研究対象とする日本語の資料との相関などに関する考察を述べた。
集団ゲノミクスによる海洋島環境における浅海性魚類アカハタの集団構造形成史の解明

2017年度に実施した火山列島(北硫黄島・硫黄島・南硫黄島)調査で採集した浅海性魚類標本(9目37科91属133種339個体)について、標本処理をすべて完了し、国立科学博物館・神奈川県立生命の星地球博物館・鹿児島大学総合研究博物館に分散登録した。また,同調査において撮影した水中写真(9目44科108属202種930点)を,神奈川県博の魚類写真資料データベースに登録した.採集した浅海性魚類のうち、ハタ科の稀種モモハナスズキLiopropoma pallidumの記録を論文として発表するとともに、日本初記録であったSuttonia lineataをカザンクレナイトゲメギス(新称)とする論文も発表した。また、同じく採集したハタ科アカハタを用い、mtDNAのCyt b遺伝子調節領域の約2.1 kbpおよび核DNAマイクロサテライト11座位を解析して、伊豆・小笠原弧における遺伝的集団構造を明らかとした。ただし、アカハタ1個体について高精度全ゲノム決定を行う予定であったが、数個体について抽出実験を行った結果、ゲノム決定を行うにはやや支障が出てきそうな程度にDNAの分断化が進んでいることが判明し、今後の実験・解析スケジュールを協議しているところである。その他、伊豆・小笠原弧におけるアカハタの遺伝的集団構造についての解析結果を、2018年度日本魚類学会年会にて発表した。また、小笠原に生息する魚類の多様性(種多様性および遺伝的多様性)について、葛西臨海水族園にて一般の方々向けに講演を行った。2017年度の調査において、ダイビングサービスに撮影を依頼した水中写真のデータ整理は完了したものの、映像についてはまだ未完了である。ただし、先方より完了間近である旨の連絡があったので、今年度(2019年度)前半には完了予定である。ハタ科アカハタを用いた高精度ゲノム決定について、数個体についてゲノム抽出実験を行った結果、部分配列を用いた解析には支障はないものの、ゲノム決定を行うにはやや支障が出てきそうな程度にDNAの分断化が進んでいることが判明した。具体的には、鰭と筋肉からゲノム抽出を行った結果、鰭組織ではDNAの収量は多いが分断化が進んでおり、筋組織ではDNAの収量は少ないが分断化の程度はやや低い、というものである。現在、今後の対応を分担者と協議しているが、まず筋組織の量を増やして再度抽出を行い、その結果が芳しくなければ、新たに伊豆諸島で採集を行うことを予定している。今後の課題遂行は二つの計画を同時進行で行う。一つはハタ科アカハタを用いた高精度ゲノム決定および次世代シーケンサーを用いた集団ゲノミクス解析で、現在ゲノム決定についての実験を進めているところである。もう一つは成果の論文化で、火山列島における魚類相をまとめた論文および同海域で採集したウツボ科魚類の日本初記録の報告論文である。2017年6月5日10日に、火山列島・北硫黄島、硫黄島、南硫黄島において浅海性魚類の採集調査を行った。当該海域における包括的な魚類調査は、北硫黄島では49年ぶり、硫黄島では23年ぶり、南硫黄島では10年ぶりとなる。調査の結果、未記載種2種および日本未記録種5種を含む11目50科246種の魚類を採集した。採集した魚類はすべて国立科学博物館、神奈川県立生命の星・地球博物館、鹿児島大学総合研究博物館に標本として登録するとともに、DNA解析用の筋組織を確保した。採集した魚類標本のうち、日本では3例目で生鮮時の色彩記録のなかった稀種であるハタ科モモハナスズキについて報告をまとめ、論文として出版した(吉田・栗岩・本村, 2018)。未記載種および日本未記録種については現在記載論文をまとめているところである。また、当該海域の魚類相について暫定的にまとめた結果を、日本魚類学会2017年度年会において発表した(栗岩, 2017)。ハタ科アカハタを用いた集団ゲノミクス解析については、予備解析を進めているところであり、研究計画2年目以降に本格的な解析に着手する予定である。また、西ノ島については、渡航に関する各許可申請中に再噴火したため調査を取りやめ、火山列島から父島に戻る途中に立ち寄って、目視による海況の確認と降り注ぐ火山灰の採取のみにとどめた。採取した火山灰を用いた解析結果をまとめ、論文として出版した(佐野・栗岩・谷, 2018)。解析に先がけたフィールド調査が大掛かりであったこと、また調査において採集した魚類サンプルの標本処理が非常に大変だったことから、進捗状況は当初の予定に対してやや遅れ気味である。2年目以降は実験・解析のみであるため、その遅れは十分に取り戻せると考えている。

ただし、アカハタ1個体について高精度全ゲノム決定を行う予定であったが、数個体について抽出実験を行った結果、ゲノム決定を行うにはやや支障が出てきそうな程度にDNAの分断化が進んでいることが判明し、今後の実験・解析スケジュールを協議しているところである。その他、伊豆・小笠原弧におけるアカハタの遺伝的集団構造についての解析結果を、2018年度日本魚類学会年会にて発表した。また、小笠原に生息する魚類の多様性(種多様性および遺伝的多様性)について、葛西臨海水族園にて一般の方々向けに講演を行った。2017年度の調査において、ダイビングサービスに撮影を依頼した水中写真のデータ整理は完了したものの、映像についてはまだ未完了である。ただし、先方より完了間近である旨の連絡があったので、今年度(2019年度)前半には完了予定である。ハタ科アカハタを用いた高精度ゲノム決定について、数個体についてゲノム抽出実験を行った結果、部分配列を用いた解析には支障はないものの、ゲノム決定を行うにはやや支障が出てきそうな程度にDNAの分断化が進んでいることが判明した。具体的には、鰭と筋肉からゲノム抽出を行った結果、鰭組織ではDNAの収量は多いが分断化が進んでおり、筋組織ではDNAの収量は少ないが分断化の程度はやや低い、というものである。現在、今後の対応を分担者と協議しているが、まず筋組織の量を増やして再度抽出を行い、その結果が芳しくなければ、新たに伊豆諸島で採集を行うことを予定している。計画1年目に行った採集調査の結果から、魚類相をまとめた論文、未記載種および日本未記録種の報告論文を出版することを目指す。調査で採集したアカハタを用いたゲノム解析に着手し、集団ゲノミクス解析を進める予定である。今後の課題遂行は二つの計画を同時進行で行う。一つはハタ科アカハタを用いた高精度ゲノム決定および次世代シーケンサーを用いた集団ゲノミクス解析で、現在ゲノム決定についての実験を進めているところである。もう一つは成果の論文化で、火山列島における魚類相をまとめた論文および同海域で採集したウツボ科魚類の日本初記録の報告論文である。フィールド調査および採集した魚類標本の処理などで手一杯となり、ゲノム解析は次年度から行うことと変更した。そのため、ゲノム解析費用500,000円も次年度使用とした。2017年度の採集調査において、ダイビングサービスに依頼した水中写真および映像データについて、撮影地や撮影日時などの詳細な付帯データの整理が完了せず、次年度に持ち越しとなった。また、ゲノム解析が遅れているため、その実験費用も次年度に持ち越しとなった。前者については先方より完了間近との連絡があったため、次年度前半には完了予定である。後者については分担者とともに実験スケジュールを至急勧めているところである。
仮想化内視鏡を用いた胃癌の新規診断法の確立と、リンパ節検出ＣＡＤシステムの開発

MDCT画像を三次元再構築して作成した仮想化内視鏡を用いて、胃癌に対する病変描出率の評価を行い、描出の可否に関わる形態学的特徴を明らかにした。また、仮想化内視鏡とMPR像を用いて、深達度診断の正診率、腫瘍の造影効果と組織型の関連性について検討を行った。腹部リンパ節に対しては、リンパ節検出支援ソフトウェアを開発し、胃癌のリンパ節転移に対する診断能について検討を行った。今後さらなるソフトウェアの改良による診断精度の向上が必要であるものの、仮想化内視鏡やCADは胃癌診断において有用なモダリティーになり得ると考えられた。仮想化内視鏡を用いて胃癌に対する病変描出率、深達度診断の正診率を評価し、腫瘍の造影効果と組織型との関連性について検討を行った。また、リンパ節検出支援ソフトウェア(以下CAD)による胃癌のリンパ節転移の診断能について検討を行った。術前病期診断のためにdynamic MDCTを撮影した胃癌患者を対象とした。仮想化内視鏡及びCADは、名古屋大学大学院情報科学研究科で開発されたソフトウェアを用いて作成した。1.胃癌の描出率は全体で66.7%(102/153)だった。早期癌の描出率は52.4%(55/105)、進行癌の描出率は97.9%(47/48)であり、有意差を認めた。2.深達度診断の正診率は81.7%であり、その内overstaging、understagingした症例は、それぞれ15.0%(23/153)、3.3%(5/153)だった。overstagingした23症例中52.2%(12/23)に、病理学的に潰瘍もしくは潰瘍瘢痕を認めた。一方、understagingした5症例は全例が低分化型腺癌かつ非充実型だった。3.腫瘍の造影効果の検討では、造影効果を認めなかった症例は全例T1病変だった。均一で強く造影されるものは分化型癌が、不均一で低吸収域を含むものは未分化型癌が多かった。4.CADによるリンパ節転移診断の正診率は69.5%(82/118)であり、リンパ節転移に対する感度は63.0%、特異度は97.2%だった。5.CADの偽陽性数は1症例あたり4.1個であり、小腸や血管、反応性リンパ節腫大、膵臓などが誤検出の主な原因であった。今後さらなるソフトウェアの改良による診断精度の向上が必要であるものの、仮想化内視鏡やCADを用いることにより、胃癌やリンパ節転移を効率的に診断、検出できる可能性が示唆された。仮想化内視鏡による上部消化管病変に対する病変描出率を評価し、上部消化管スクリーニング及びがん検診への応用の可能性について検討を行った。術前病期診断のために64列MDCTでダイナミックCTを撮影した胃癌患者のうち、上部消化管内視鏡検査を施行した159症例167病変を対象とした。仮想化内視鏡像は名古屋大学大学院情報科学研究科で開発されたソフトウェア(NewVES)を用いて作成し、1胃癌の描出率、2胃癌以外の上部消化管病変における描出率の評価を行った。評価は、病理結果、内視鏡所見を知らない観察者により行われた。1胃癌の描出率は、全体で68.3%(114/167)であった。肉眼型別では、0-I型、0-IIa型、0-IIa+IIc型、0-IIb型、0-IIc型、0-IIc+III型、進行型でそれぞれ75.0%(3/4)、57.1%(8/14)、73.3%(11/15)、0%(0/4)、41.3%(26/63)、80.0%(4/5)、100%(62/62)であった。深達度別では、T1a、T1b、T2以深でそれぞれ40.3%(27/67)、73.2%(30/41)、96.6%(57/59)であった。2胃癌以外の上部消化管病変として、胃潰瘍もしくは胃潰瘍瘢痕(32病変)、ポリープ(12病変)、胃粘膜下腫瘍(6病変)、胃腺腫(6病変)、びらん性胃炎(5病変)を認め、描出率はそれぞれ34.4%(11/32)、33.3%(4/12)、33.3%(2/6)、16.7%(1/6)、20.0% (1/5)であった。偽陽性は7例、4.4%であった。

胃癌において、0-I型、0-IIc+III型のような高低差のある病変や進行型、進行癌の描出率は良好であった。早期癌や胃癌以外の上部消化管病変の描出率は低く、偽陰性が多いため、仮想化内視鏡のスクリーニングやがん検診への応用については、今後さらなる技術の進歩が必要であると考えられた。病変検出や診断のために適切な撮影条件の検討:16列、64列MDCTで撮影された画像を元に仮想化内視鏡を作成し、胃癌診断能の比較を行った。仮想化内視鏡およびMPR像における胃癌の造影効果と病理検体の比較:症例の登録を終了し、現在解析中である。腹部リンパ節検出CADシステムの開発:名古屋大学大学院情報科学研究科で改良を行っており、その診断能について検討中である。腹部リンパ節検出CADシステムに対してさらなる改良を行い、臨床応用が可能な精度にまで高めていく。仮想化内視鏡及びMPR像における胃癌の造影効果と病理所見の比較を行い、仮想化内視鏡を用いた深達度、組織型診断を体系化する。腹部リンパ節検出CADシステムに対して、新たな画像処理法の開発もしくは既存の画像処理法の改良により、正診率の向上及び偽陽性率の減少を目指す。腹部リンパ節検出CADシステムにより検出されたリンパ節をもとに病期診断を行い、病理結果と対比することで診断能を検討する。仮想化内視鏡及びMPR像における胃癌の造影効果と病理検体の比較を行い、深達度や癌の組織型、潰瘍や線維化による造影効果の影響について検討する。
PI3Kp85α抑制下でのインスリン作用におけるアディポネクチン、レプチンの関与

p85α欠損マウスの肝臓でのインスリン作用と糖代謝を比較検討した。グルコースクランプ法では、野生型と比較し、p85α欠損マウスの末梢組織でのインスリン感受性は亢進していたが、p85α欠損マウスの肝糖放出は抑制されていなかった。野生型と比較し、p85α欠損マウスの肝糖新生系酵素の遺伝子発現は上昇していた。また、肝臓でのAkt活性、PTEN活性は対照の野生型マウスと同程度であった。これらの結果より、p85α欠損マウスでは、末梢組織とは異なり、肝臓でのインスリン感受性は亢進しておらず、むしろ糖新生が亢進していると考えられたp85α欠損マウスの肝臓でのインスリン作用と糖代謝を比較検討した。これらの結果より、p85α欠損マウスでは、末梢組織とは異なり、肝臓でのインスリン感受性は亢進しておらず、むしろ糖新生が亢進していると考えられた近年2型糖尿病患者数は、生活習慣の欧米化等により増加の一途であり、この対策をとることは急務である。2型糖尿病の原因は、インスリン分泌の障害とインスリン作用の障害などの遺伝因子と肥満、過食、運動不足が重なって発症する多因子遺伝病であると考えられている。遺伝子ターゲティングにより明確なインスリン分泌不全やインスリン抵抗性の動物モデルを作成し、その成因や病態を個体レベルで明確にすることは、2型糖尿病の発症・進展の機序の解明に非常に重要である。寺内らは、世界ではじめてインスリンのシグナル伝達系のPI3キナーゼ遺伝子の調節サブユニットの中でもインスリン作用の主体を担うp85α欠損マウスを作成し検索した(Terauchi Y et al.Nat Genet.21:230-235,1999)。その結果、p50αの代償によると考えられる末梢(筋肉と脂肪細胞)でのインスリン感受性の充進が認められ、低血糖を起こすことが判明した。そこで、同マウスを用いてPI3キナーゼp85α欠損マウスの肝臓における糖代謝を検討した。末梢組織同様、p85α欠損マウスの肝臓ではp50αがインスリン作用を伝達していた。グルコースクランプ法で、野生型に比しp85α欠損マウスで末梢組織でのインスリン感受性は充進していたが、肝糖放出はp85α欠損マウスで有意差は認めなかいが上昇傾向にあった。絶食時の糖新生系酵素のG6PaseとPEPCKは野生型に比しp85α欠損マウスで上昇していた。以上より、p85α欠損マウスの肝臓ではインスリン感受性が充進しておらず、末梢組織でのインスリン感受性亢進による低血糖を予防するため、むしろ肝糖産生が亢進していると考えられた。この機序として、肝臓では筋肉に比してp50αが多く発現していることより、PI3キナーゼの調節サブユニットと活性サブユニットの存在比率がインスリン情報伝達に重要と考えられた。遺伝子ターゲティングによりインスリン分泌不全やインスリン抵抗性の動物モデルを作成し、その成因や病態を個体レベルで明確にすることは、2型糖尿病の発症・進展の機序の解明に非常に重要である。寺内らは、インスリンのシグナル伝達系のPhosphatidylinositol 3-kinase(PI3キナーゼ)調節サブユニットのp85αを全身で欠損させたp85α欠損マウスを作成し、評価した。その結果、同マウスでは末梢組織(筋肉や脂肪組織)でのインスリン感受性が元進していた(Terauchi Yetal.Nat Genet.1999,TerauchiY etal.Diabetes.2004)。今回、p85α欠損マウスの肝臓のインスリン作用と糖代謝を比較検討した。グルコースクランプ法では、野生型と比較し、p85α欠損マウスの末梢組織でのインスリン感受性は元進していたが、p85α欠損マウスの肝糖放出は抑制されていなかった。さらに、野生型と比較し、p85α欠損マウスの肝糖新生系酵素の遺伝子発現は上昇していた。また、p85α欠損マウスの肝臓のAktのリン酸化も充進していなかった。これらの結果より、p85α欠損マウスでは、末梢組織とは異なり、月刊蔵でのインスリン感受性は充進しておらず、むしろ糖新生が充進していることを見出し、報告した(Aoki K et al.Am J Physiol Endocrinol Metab.2009)。一方、肝臓特異的にp85□を欠損させたマウスでは、肝臓のインスリン感受性が充進していた
非クラマース系の多極子自由度が誘起する強相関電子現象

本研究では,4f2配位をとるPrイオンを含む非クラマース系の立方晶PrT2Zn20(T=Ir, Rh)に着目し,非磁性の基底二重項で活性となる電気四極子に起因する強相関電子現象について調べた。PrIr2Zn20の大型単結晶を用いた磁場中中性子回折により,四極子秩序の秩序変数を同定した。共存する四極子秩序と超伝導の転移温度のLa置換に対する変化の相関は弱かった。電気抵抗率と比熱の非フェルミ液体的挙動は四極子近藤格子の理論モデルで説明でき,磁場中ではフェルミ液体の基底状態が現れた。これら四極子秩序や超伝導,構造相転移などに関して,同型のPrT2Al20(T:遷移金属)を含めた系統的な解釈を示した。近年,4f2配位をもつ非クラマースPr3+イオンを含む金属間化合物において,多極子自由度が創出する多彩な物性に注目が集まっている。申請者は,新規カゴ状物質PrT2Zn20 (T: Rh, Ir)において,超伝導転移が反強四極子秩序相内で起こることをはじめて見出し,四極子揺らぎによる超伝導機構を提案した。さらに,熱電能や弾性定数,圧力下電気抵抗の結果より,多極子と伝導電子の混成効果に起因する量子相転移の可能性を指摘した。そこで本研究では,多極子に起因するこれらの強相関電子現象に着目する。磁場や圧力,元素置換により多極子と伝導電子の混成効果をコントロールし,ミクロ・マクロ両面の測定手法を駆使することで,これら強相関電子現象の特異性と普遍性を捉える。本年度は,まずPrT2Zn20 (T: Rh, Ir)の大型単結晶の作製を行った。高周波加熱による予備反応およびブリッジマン法を採用し, 7mm角以上の単結晶を作製した。作製した大型単結晶を用いて,磁場中中性子散乱実験を行った。中性子回折実験は,フランスのレオン・ブリルアン研究所にて,希釈冷凍機と6テスラ超伝導マグネットを組み合わせて行った。四極子秩序相で磁場を印加し,磁場誘起の反強磁性による回折ピークを観測した。また,カゴ原子のZnをGaに置換した系の試料を作製した。比熱を温度で割ったC/Tが-lnT依存性を示す温度領域が,Ga置換とともに高温側にシフトすることが分かった。さらに,磁化率はGa置換により低温で上昇する傾向が現れる。これらのことから,Ga置換によって混成が増強され,非クラマース二重項による新しい基底状態が形成された可能性がある。上記で作製した単結晶を,国内外の研究グループに提供した。今後,ミクロ・マクロ手法による成果が期待される。申請者は,カゴ状構造をとる立方晶化合物PrT2Zn20 (T: Rh, Ir)において,超伝導転移が反強四極子秩序相内で起こることをはじめて見出し,四極子揺らぎによる超伝導対の形成を提案した。本研究では,多極子に起因する強相関電子現象に着目する。磁場や圧力,元素置換により多極子と伝導電子の混成効果を制御し,これら強相関電子現象の特異性と普遍性を捉える。これまでに,PrIr2Zn20の純良な大型単結晶を作製した。この単結晶を用いて,フランスのレオン・ブリルアン研究所にて磁場中中性子散乱実験を行い,磁場誘起の反強磁性による2倍周期の回折ピークを観測した。微視的に四極子の反強的な構造が明らかになった。また,元素置換系の試料作製を試み,Znを4p電子が1個多いGaで置換できることを確認した。Ga置換した系の比熱は1 K付近で増大することから,元素置換による局所的な歪みの影響で対称性が低下し,基底二重項は分裂したと考えられる。そこで今年度は,Ga置換系のGa組成比の異なる単結晶を作製した。比熱と磁化の測定から,Ga置換量の少ない系の結晶場基底状態は非磁性二重項であることを確認した。Ga置換系の比熱を温度で割ったC/Tは1 K以下で降温とともに-lnT依存性で増大し,電気抵抗率は上凸で減少する。この非フェルミ液体的挙動が観測される温度領域はGa置換とともに高温側にシフトすることから,Ga置換により混成が増強されたと考えられる。また,Pr希薄系の単結晶を作製し,比熱と電気抵抗率の非フェルミ液体挙動を観測した。四極子と伝導電子の単サイトの混成効果の可能性について,今後の研究で明らかにする。今年度は,PrIr2Zn20のZn原子をGaでわずかに置換した系の単結晶を作製し,比熱と磁化の測定により,結晶場基底状態が非磁性二重項を維持していることを確認した。単サイトの混成効果に起因していると考えられる。

また,これまでに作製した単結晶を,国内外の研究グループに提供した。今後,ミクロ・マクロ両面の実験による研究成果が期待される。本研究課題の対象物質である非クラマース系PrIr2Zn20の反強四極子秩序の秩序変数を微視的に同定した。前年度に行った磁場[110]方向に引き続き、今年度は磁場[100]方向における中性子回折実験をフランスのレオン・ブリルアン研究所にて行った。これらの結果から磁場誘起の反強磁性構造を明らかにし、主要な秩序変数が四極子のO22であると結論付けた。PrIr2Zn20の非フェルミ液体状態について、Znサイトの元素置換効果を調べた。これまで、Ga置換による化学圧力効果により、非フェルミ液体状態の特性温度が上昇することを明らかにした。今回、Cd置換による負の化学的圧力効果により、特性温度が下がることを見出した。この結果は、非フェルミ液体的挙動が、元素置換による非磁性基底二重項の分裂よりも、c-f混成の強度に依存しており、四極子と伝導電子の強い相互作用に起因することを強く示唆する。また、熱膨張と磁歪の測定をアウグスブルグ大学で行い、四極子秩序が消失する磁場[100]方向の5T付近で大きな異常があることを見出した。熱電能や弾性定数の異常ともよく対応することから、四極子と伝導電子の相互作用による格子異常が発現したと考えられる。一方、PrIr2Zn20のPr希薄系においては、Pr組成が薄くなるとともに単サイトの非フェルミ液体的挙動が生じることを、比熱と電気抵抗の測定から明らかにした。それぞれの温度依存性が単サイトの四極子近藤効果の理論モデルとよく符合することから、四極子と伝導電子の強い相互作用の存在を示唆する。これまでの非クラマースPr1-2-20系に関する実験結果を系統的にまとめ、関連する理論モデルによる解釈を含めた論文がJ. Phys. Soc. Jpn.に招待レビュー論文として掲載された。本研究では,4f2配位をとるPrイオンを含む非クラマース系の立方晶PrT2Zn20(T=Ir, Rh)に着目し,非磁性の基底二重項で活性となる電気四極子に起因する強相関電子現象について調べた。PrIr2Zn20の大型単結晶を用いた磁場中中性子回折により,四極子秩序の秩序変数を同定した。共存する四極子秩序と超伝導の転移温度のLa置換に対する変化の相関は弱かった。電気抵抗率と比熱の非フェルミ液体的挙動は四極子近藤格子の理論モデルで説明でき,磁場中ではフェルミ液体の基底状態が現れた。これら四極子秩序や超伝導,構造相転移などに関して,同型のPrT2Al20(T:遷移金属)を含めた系統的な解釈を示した。今年度は,本研究のもっとも重要な課題の一つであるPrIr2Zn20の大型単結晶の作製に成功した。これまでの試料作製に関する情報を見直し,高周波加熱による予備反応とブリッジマン法の採用により,7mm角以上の大型の単結晶を得た。この大型単結晶が決め手となり,翌年度に計画していた中性子回折の実験を前倒しで行うことができた。これまでのマクロ測定により,PrIr2Zn20は反強四極子秩序を示すことが示唆されていた。今回の磁場中中性子会実験により,四極子秩序に対応する磁場誘起反強磁性の回折ピークを観測した。四極子の秩序変数をミクロ手法により観測した重要な成果である。また,試料作製に関しては,Zn原子をGaで置換した系の純良試料を得た。この試料を用いた電気抵抗率,比熱,磁化の測定から,Ga置換系でも非クラマース基底二重項が維持されていること,またGa置換により基底状態が非磁性から磁性へ変化している可能性が示唆される。
二光子相関の量子効果とその応用

本研究では、二光子相関によって光子の波束の長さを測ることにより、フェムト秒領域で光パルスのパルス幅や、蛍光の寿命を測定するという、全く新しい原理にもとづく測定法を開発することを目的とした。1.光の包絡線に対する強度相関の理論二光子による強度相関測定はHanbury BrownとTwissによって始められて以来、強度測定によっても電場相関に関する量、例えばコヒ-レンス時間が測定できることがわかり、光のコヒ-レンス理論に大いに寄与した。しかし、光が強度変化する場合、その包路線に対する相関についてはあまり注目されて来なかった。本研究によって、まずこの点に注目して、マイケルソン型干渉計を用いると、時間分解能に制限のない超短時間パルス波形測定ができることが明らかにされた。すなわち、コヒ-レンス時間とパルス波形が区別して測定可能となった。次にこの新原理は、パルス励起された物質から放出される蛍光についても適用できる。これによって超短時間の蛍光寿命が測定できることが明らかになった。2.レ-ザ-パルスのコヒ-レンス時間とパルス幅の測定の実験モ-ド同期色素レ-ザ-のパルス幅とコヒ-レンス幅とを測定し、たしかに上記理論が正しいことを検証した。3.スクイ-ズド光の二光子相関測定非古典的量子効果を示す二光子相関の研究によく用いられるパラメトリック蛍光は、二光子状態の他に四光子、六光子状態等を含んでいる。その統計分布を測定する実験が初めて試みられた。光子の空間分布の考慮が今後必要であるが、正しい統計性が測定できることが示された。4.今後の計画としては、まず、蛍光寿命の測定を行い、超高速蛍光寿命測定法として確立すること、紫外、X線領域にも拡張することである。二個の光子の量子論的干渉現象として、次のようなことが最近知られるようになった。すなわち、50対50のビ-ムスプリッタ-(BS)の両側から光子が1個ずつ同時に入射するとき、BSの両側に1個ずつ光子が出射することはなく、必ず片側に2個、他の側に0個となる。そのため光子の到着時刻をBSの位置を変えてずらして行くと、BSの両側の光子の同時計数にはディップを生ずる。この光源の二光子状態としては通常クォック状態11,1>を用いるが、我々はレ-ザ-光からのコヒ-レント状態を弱くした状態12>を用いる場合を考察した。その結果、上記の干渉効果は確かに生ずるが、互いの光子のコヒ-レンスを打ち消しておかないとディップが見えないことがわかった。このビ-トを打ち消すランダム変調器を設けた干渉計を作り同時計数測定を行ったところ、予想通りディップが観測された。しかし、このディップの幅が何によって決まるかは自明でない。すなわち、フ-リエ限界のパルスの場合にはそれはパルス幅に一致すると予想されるが、そうでない場合には、パルス幅と位相のコヒ-レンス時間のどちらで決まるかを明らかにしなければならない。解析の結果、両者が混合した状態で現れ、これらを区別して測定できないことがわかった。現在、このことを実験的に確かめるため、パルス幅とコヒ-レンス時間を種々に変えた光源について測定も続行中である。次のステップとしては、計画書の目的である短い寿命をもつ蛍光を光源とした測定を行う予定である。本研究では、二光子相関によって光子の波束の長さを測ることにより、フェムト利領域で光パルスのパルス幅や、蛍光の寿命を測定するという、全く新しい原理にもとづく測定法を開発することを目的とした。1.光の包絡線に対する強度相関の理論

二光子による強度相関測定はHanbury BrownとTwissによって始められて以来、強度測定によっても電場相関に関する量、例えばコヒ-レンス時間が測定できることがわかり、光のコヒ-レンス理論に大いに寄与した。しかし、光が強度変化する場合、その包絡線に対する相関についてはあまり注目されて来なかった。本研究によって、まずこの点に注目して、マイケルソン型干渉計を用いると、時間分解能に制限のない超短時間パルス波形測定ができることが明らかにされた。すなわち、コヒ-レンス時間とパルス波形が区別して測定可能となった。次にこの新原理は、パルス励起された物質から放出される蛍光についても適用できる。これによって超短時間の蛍光寿命が測定できることが明らかになった。2.レ-ザ-パルスのコヒ-レンス時間とパルス幅の測定の実験モ-ド同期色素レ-ザ-のパルス幅とコヒ-レンス幅とを測定し、たしかに上記理論が正しいことを検証した。3.スクイ-ズド光の二光子相関測定非古典的量子効果を示す二光子相関の研究によく用いられるパラメトリック蛍光は、二光子状態の他に四光子、六光子状態等を含んでいる。その統計分布を測定する実験が初めて試みられた。光子の空間分布の考慮が今後必要であるが、正しい統計性が測定できることが示された。4.今後の計画としては、まず、蛍光寿命の測定を行い、超高速蛍光寿命測定法として確立すること、紫外、X線領域にも拡張することである。