hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
児童養護施設小規模ケアにおける環境設定のあり方に関する研究

本研究は、子どもの発達や人格形成に有益であるとされる、養育ケア単位の小規模化について、その期待される効果と子どもに与える影響、また導入されない理由・導入の阻害要因を明らかにし、今後の課題について検証することを目的とした。上述した目的を達成すべく、以下の3つの方法を用いて研究を行った。(1)児童養護施設における小規模ケア実施に関する先行研究レビュー(2)児童養護施設職員を対象としたインタビュー調査(3)児童養護施設入所児童を対象としたインタビュー調査その結果、以下のことが明らかとなった。・児童養護施設における養育単位の小規模化については、施設長、現場職員をはじめとしてほどんとの人が、その必要性を主張している現状が明らかとなった。同時に、小規模化が必要とわかっていても、施設建物の改築の必要性や職員配置(職員不足)の問題など、解決すべき施設運営上の課題が多いことが確認でき、施策レベルでのバックアップが必要であることが示唆された。・施設職員を対象としたインタビュー調査からは、限られた条件の下でも、子どもたちに少しでも家庭に近い養育を提供しようと努力する職員の努力や工夫の現状を確認することができた。一方で、職員の中にある矛盾や葛藤の課題についても明らかとなり、子どもと職員とが真の意味で「生活を共有すること」の困難さが浮き彫りとなった。・施設入所児童を対象としたインタビュー調査からは、多くの子どもが、自分が施設で生活していることについて肯定的な感覚や感情を抱いている様子がうかがえた。一方で、施設入所という生活の場が変わる際には少なからずネガティブな感情をもっていたことも明らかとなり、長い年月をかけて職員や他の子どもたちと良好な関係を構築する中で自己解決してきたものも少なくないことがうかがえた。今後は、本研究の成果を踏まえ、施設退所から自立支援に向けた援助(リービングケア・アフターケア)のあり方について検証していきたい。近年、その必要性が強く指摘されている児童養護施設における養育形態の小規模化について、その現状と課題を明らかにすべく研究を進めた。今年度は、児童養護施設の小規携ケアに関する先行研究の分析によって課題を整理し、質問紙作成の準備を進めた。また、小規模ケアを実施している児童養護施設長へのインタビューを通して、小規模ケアに移行する際の留意点や必要な配慮などについて検討を行った。先行研究レビューの結果、児童養護施設の小規模化について、児童養護施設長や現場の職員のほとんどが、その必要性を強く認識していることが確認された。小規模化のメリットとしては、子どもの育ちにおける効果が指摘される一方で、課題としては、子どもに関するものよりも職員配置や労働条件といった施設職員体制をめぐる問題が多く挙げられていた。さらに、小規模ケアの最大の特徴、大きな効果をもたらすものとして、子どもたちの食事環境に関する内容が、先行研究の中で多く触れられていた。次年度の研究においても、児童養護施設における食事環境について、小規模ケアに必要な環境設定の一つとして注目しながら研究を進めたい。調査票の質問紙を作成するにあたって、回答者を施設長にするのか小規摸ケア担当職員にするのかについて慎重に検討した。施設運営には施設長の意識が深く関わり実態に反映されていると考えられるし、また一方で、小規模ケアにおいては担当職員の個性や特性が強くケア実践そのものに反映されると考えられ、いずれを調査対象とするかについては、調査項目を作成する中で、慎重な判断が必要であった。そこで本研究においては、質問紙調査は両者を調査対象とし、ヒアリング調査では担当職員を対象に絞り、より質的に深く研究を進めることとした。施設長には運営方針やアドミニストレーションに関することを、担当職員には実践・臨床的なミクロの部分について質問することによって多角的に小規模ケアのあり方について考察したい。

昨年度の研究成果を踏まえ、今年度は、小規模化を進めている過渡期にあるA児童養護施設にご協力いただき、2本の調査研究を行った。1つは、児童養護施設職員(ホーム担当)を対象としたインタビュー調査である。子どもたちと生活をともにする中で、特に工夫している点、苦慮している点、今後の課題等について半構造化面接を用いてインタビューを行った。その結果、どの職員も「家庭的な生活の提供」を目標・キーワードにおき、日々子どもへの援助のあり方を模索していること、子どもとの関係が深まるほど、子どもの実親へのジェラシーや葛藤が生じること(「こんなにしてあげているのに、まだ、『お母さんがいい』『お母さんに会いたい』とか言うのが理解できない」等)等が明らかとなった。もう1つは、児童養護施設入所児童10名を対象とした半構造化面接によるインタビュー調査である。年齢、性別、生活するホームが偏らないよう配慮し、1名ずつ個室にて40分60分、施設生活に関する満足/不満、要望、感想、家庭への思い等について自由に語ってもらった。その結果、多くの子どもたちが施設生活を肯定的に捉えていることが明らかとなった。しかし一方で「どちらか選ぶなら親(家庭)」「ここは家じゃないから」といった実親への強い思いや「転校がいやだった」といった施設入所にともなうネガティブ体験に関する語りも多くみられた。子どもたちが「施設に来て良かった」と心から思えるには長い年月が必要であるし、施設生活への満足度が影響することを再確認した。親と暮らせない子どもたちに「家庭」を感じさせてあげたいと願いつつ職員は日々子どもたちと関わっている。しかし、子どもたちと職員との間には「家庭」をどう捉えているかという点について大きなギャップがある。職員は「家族になりたい」と考えるが、子どもは職員を「家族」と思わないし、施設を「家庭」と思わない。今後も引き続き、家庭で暮らすことができない子どもにとっての社会的養護のあり方について研究を進めたい。
頭蓋顎顔面先天異常の表現型を機械学習により定量化する試み

本研究の目的は、これまで定性的に記述・診断されてきた頭蓋顎顔面の形態異常に対して客観性を導入するための基盤を構築することである。今年度は疾患モデルマウスの頭蓋顎顔面の形態情報を機械学習を通じた定量的データとして取得することを目指した。使用する疾患モデルマウスは頭蓋骨早期癒合症を示す複数のマウス系統である。まず、野生型マウスとSeathre-Chotzen症候群のモデルマウスであるTwist1+/-マウスの生後から8週齢までを対象とし、2週間隔で体重測定と頭蓋顎顔面のX線microCT像の撮影を行って、骨格イメージの経時的データを取得した。これらの経時的データを用いて多変量形態測定解析を行った。三次元再構築ソフトウェア上で頭蓋顎顔面の解剖学的標識点となる14点のランドマークを設定し、これらのランドマークすべての組み合わせの線分を説明変数とし、経験ベイズ法を用いて抽出線分長や角度の計測値を機械学習させて上位10線分を抽出した。その10変数を主成分分析(PCA)で次元圧縮したところ、この10線分が野生型とTwist1+/-で計測した場合に差違が認められる線分であることを確認した。また、上記と同じ方法で取得した53点のランドマークについて、形態測定解析用ソフトウェアMorphoJを用いて一般化プロクラステス解析(GPA)とPCAを行い、野生型マウスとTwist1+/-マウス形態の差異が解析可能であることを確認した。確立した形態測定解析法を用いて他の疾患モデルマウスについても解析を進めるため、EIIa-CreマウスとFgfr2Neo-S252W/+マウスの掛け合わせによりApert症候群のモデルマウスを作出中である。アペール症候群モデルマウスの入手にやや遅れがあったが、Saethre-Chotzen症候群モデルマウスでの解析が順調に進んだ。引き続き、Saethre-Chotzen症候群モデルマウスの解析を行い、今年度中にデータ取得を終了したいと考えている。また、今年度はアペール症候群モデルマウスの解析が開始できるため、Saethre-Chotzen症候群モデルマウスの解析との比較が行えるようになると考えている。また、クルゾン症候群マウスの入手が遅れており、現在交渉中である。アペール症候群モデルマウスの入手が遅れたため、その費用を次年度使用とするため。
両親媒性デンドリマー含有ヒドロゲルの構造と力学特性の相関関係の解明

単鎖型、およびジェミニ型両親媒性デンドリマーが水溶液中で形成するミセル構造を、中性子小角散乱およびX線小角散乱法により調べた。その結果、世代が増えても、ミセルサイズが、デンドリマー粒子と異なり、ほぼ一定であることが明らかとなった(半径が約3nm)。また、ジェミニ型試料ではミセル間の凝集が起きないことが確認された。以上の結果、ジェミニ型両親媒性デンドリマーは機能性材料として十分に利用できることがわかった。さらに、ジェミニ型両親媒性デンドリマーとイソプロピルアクリルアミド混合ヒドロゲル中において、ジェミニ型両親媒性デンドリマーが形成するミセル構造は維持されることが確認できた。今年度は、昨年度の構造解析の結果を踏まえ、(単鎖型)両親媒性デンドリマーをさらに発展させたジェミニ型両親媒性デンドリマーの構造解析を中性子小角散乱(SANS)およびX線小角散乱測定(SAXS)の併用により行なった。ジェミニ型両親媒性デンドリマーは両親媒性デンドリマーを連結基で結んだ構造を有しており、機能性を向上させることが期待された。SANSとSAXSの併用による構造解析の結果、ジェミニ型両親媒性デンドリマーが水溶液中で形成するミセル構造は、世代1から5までにおいては、世代に依存しない結果が得られた。これは、昨年度行なった単鎖型の結果と同じであった。一方、単鎖型では、世代が大きくなるにつれて、数ミクロン程度の凝集体を形成するにもかかわらず、ジェミニ型にすることで、機能を担う凝集体形成を抑制することが示唆された。また、pH依存性について測定を行ない、単鎖型と比較した結果、ジェミニ型にすることで親水性頭部のデンドロンの構造変化、およびデンドロンに水和した水の吐出量を抑止することが明らかとなった。これは、材料設計を考えた場合、ジェミニ化することは、機能部位の安定性の向上と、目的分子の保持/担持性の向上が期待できると考えられる。以上の結果について、国際会議「International Conference on Neutron Scattering 2013 (ICNS2013)」にて発表を行なった。SANS測定の当初の予定では、日本原子力研究開発機構所有のJRR-3に設置されたSANS-UとJ-PARCに設置されたTAIKANを併用することで、広い空間スケールの構造解析を目指したが、昨年同様にJRR-3の稼働の目処が立っていないことから、TAIKANでより低Qを計測することを目指すために、高分解能検出器の整備についても行なった。また、MLFの稼働が緊急停止したため、当初の予定したSANS実験の実施が困難であった。今年度は両親媒性デンドリマーが溶液中で形成する会合体について調べた。精密な構造解析を実現するために、中性子小角散乱だけでなく、X線小角散乱測定を実施した。その結果、両親媒性デンドリマーミセル内部の水の定量化やミセルの分子あたりの占有面積の定量化に成功し、両親媒性デンドリマーミセルは、測定した世代1から5までにおいては、いずれも半径3nm程度の球状であることが明らかとなった。また、デンドリマー粒子とは異なり、世代にほとんど依存しないことも明らかとなった。さらに、ミセル構造のpH依存性についても測定を行ない、世代2の両親媒性デンドリマーミセルでは、pHの低下に伴い、スターポリマーと類似した振る舞いを示すのに対して、世代3ではデンドリマー粒子と類似していることが明らかとなった。この研究内容について、国際会議「World Congress on Oleo Science 2012 (WCOS2012)」にて発表を行なった。また、両親媒性デンドリマー分子同士を連結基で結合したジェミニ型両親媒性デンドリマーの水溶液についても測定を実施し、その構造解析をすすめた。さらに、両親媒性デンドリマー含有のヒドロゲルの作製を開始した。中性子小角散乱の当初の予定では、研究用原子炉(日本原子力研究開発機構所有のJRR-3)に設置された中性子小角散乱装置SANS-Uと大強度陽子加速器施設(J-PARC)に設置された中性子小角散乱装置TAIKANを併用することで、ナノからミクロンにおよぶ広い空間スケールの構造解析を目指したが、JRR-3の稼働の目処が立っていないために、TAIKANでより低Qを計測することを目指すとともに、光散乱を併用することで補うことが可能か検証し、測定の目処を立てた。最初に昨年度に実施したジェミニ型両親媒性デンドリマー(GAD)水溶液の中性子小角散乱(SANS)およびX線小角散乱測定(SAXS)の結果の解析を実施した。特に理論散乱関数を用いたモデル解析を実施した。

昨年度の実験により、「両親媒性デンドリマーミセルでは、デンドリマー粒子と異なり、世代を上げてもミセルサイズの大きさは変化しない」が得られていたが、これは、世代を大きくなるにつれて、疎水性尾部のアルキル鎖がコンパクトに系統的に折りたたまられることが明らかになり、その結果、ミセル全体のサイズは一定であるという結論に至った。以上の結果は、国際会議「The 2nd International Symposium on Science at J-PARC 2014 (J-PARC2014)」にて発表を行い、さらにそのプロシーディングにまとめた。また、両親媒性デンドリマーミセルは、デンドリマー粒子と同様に、比較的世代が大きく、かつ溶媒条件に依存して大きな凝集体を形成することが知られている。凝集体を形成すると溶液中のみならず両親媒性デンドリマーをゲル中に埋め込んだ時においても機能性が低下する。そのため、凝集体の形成抑制が極めて重要となる。本研究において、分子をジェミニ型にすることで克服できることが示唆されたが、直接的に観察するには至っていなかった。そこで、今年度、X線超小角散乱(USAXS)測定を実施した。USAXSの結果、GADは凝集体が形成されないことを直接的に確認できた。また、GADミセルをヒドロゲルに埋め込んだところ、ミセル構造は維持されることも確認できた。GADの機能性をゲル中でも維持していることと考えることができる。コロイド科学当初の計画に対して遅れている点は、利用を計画していた二台の中性子小角散乱装置(研究用原子炉JRR-3に設置されたSANS-U、およびJ-PARCに設置されたTAIKAN)の供用運転が停止したため、予定していた中性子小角散乱実験を全て行なうことが困難であったことによる。平成26年度は、計画をしていた一部の実験を、複数の放射光施設を利用したX線小角散乱測定およびX線超小角散乱測定による構造解析を中心に進めることで解決を、継続して試みている。当初の計画に対して遅れている点は、中性子小角散乱測定と応力-歪み測定の同時測定を行なうためのセルの作製である。当初、二台の小角散乱装置(研究用原子炉JRR-3に設置されたSANS-U、およびJ-PARCに設置されたTAIKAN)に対して共通の試料セルを想定していたが、JRR-3の停止のために設計を見直した。ただし、平成25年度の前半には完成させることが出来る目処が立っている。また、計画では平成24年度中に、両親媒性デンドリマー含有ヒドロゲルについて、測定を実施する計画であったが、上記の小角散乱測定と応力-歪み測定の同時測定セルが未完成のために、実施に至らなかった。これについてもセルの完成後、平成25年度中に、平成25年度に予定していた実験とあわせて行なう。この遅れをカバーするために、当初の予定よりも予備実験(X線小角散乱、光散乱、オフラインにおける応力測定)に十分な時間を割くことを予定している。平成26年度は、平成25年度から継続して、単鎖型およびジェミニ型両親媒性デンドリマー水溶液含有ヒドロゲルの構造解析を進める。中性子小角散乱測定は、重水素化物を使用して作製したヒドロゲルについて実施する。中性子小角散乱測定では、平成26年度もJRR-3の再稼働の目処が立っておらず、JRR-3に設置されている中性子小角散乱装置SANS-Uでの実験はほぼ不可能と想定している。
直接観測による深海乱流の定量化とその海洋大循環モデルへの組み込み

これまでに提案されたエネルギー消散率を見積もるパラメタリゼーションの式はファイン・スケールのシアーを用いたGregg(1989)(以下、G89)、ストレインを用いたWijesekera et al.(1993)(以下、W93)、そしてシアーとストレインの比(R_ω)を用いてエネルギースペクトルのGarrett-Munkモデルからの歪みの効果を取り入れたPolzin et al.(1995)およびGregg et al.(2003)(以下、GHP)などである。これらの有効性を調べるため、今年度は、VMP-5500による乱流直接観測だけでなく、投棄式流速計の観測も同時に実施した。観測は北海道大学水産学部附属練習船「おしょろ丸」の北洋航海および伊豆・小笠原航海において行った。直接観測したエネルギー消散率とパラメタリゼーションから見積もった値とを比較すると、平均して、G89は4.8倍、W93は2.0倍の過大評価で、しかも、その分散が大きく、精度が低かった。一方、GHPの式は3.2倍の過大評価であったが、分散が小さく最も高精度なパラメタリゼーションの式と判断された。そこで、このGHPの式で重要な意味を持つR_ωに着目した。緯度30度未満ではparametric subharmonic instabilityにより近慣性シアーが強まるため、R_ωは増大すると予想していたが、実際に観測してみると予想に反してR_ωさほど大きくなく、しかも顕著な海底地形に近づくほど小さくなるという傾向を示した。この観測結果は、慣性周波数だけでなく、より高周波数にもエネルギーが流れ込んでいることを意味している。このメカニズムを調べるために行った数値実験の結果も観測から得られた結果と定性的に一致した。今後は、この実験結果をより詳細に解析し、エネルギーが高周波数側へ流入するメカニズムを解明していく必要がある。今年度から、申請者の所属する研究室では、深度5500mまでエネルギー消散率の計測可能な深海乱流計VMP-5500を導入した。まず、46月に北海道大学の練習船おしょろ丸の実習航海において、乱流の微弱な場所や流れの強い場所で超深海乱流計のテストを実施し、正常に動作することを確認した。7月におしょろ丸北洋航海の航路上の9測点で観測を行った。この航海中に、我が国で初めて、深度5200mまでのエネルギー消散率の直接観測に成功した。観測点のうち8点は、M_2内部潮汐エネルギーの発生源であるアリューシャン海嶺の斜面を横切る2測線で行われた。その結果、斜面から少し距離のある場所(測点番号4,5,9)では、海底に近づくにつれてエネルギー消散率が増大しており、その値は40-^4(m^2/s)オーダーにまで届いていた。そして、海底深度2500mにおいて最小二乗法でフィッティングし、エネルギー消散率のスケールハイトを求めると約600mであった。この値は、St. Laurent et al.(2001)による北大西洋のブラジル海盆における観測と同じオーダーである。一方、斜面上(測点番号3,6,7,8)では、鉛直分布が明確でなかった。これは、海底からだけでなく、水平方向からもエネルギーが伝播してくるためと考えられる。また、測点3と6,7,8を比較すると、明らかに測点6,7,8において、乱流拡散係数が大きかった。この原因をさぐるため、数値実験で求めたM_2エネルギー密度分布と重ね合わせてみると、6,7,8はビームの真っただ中であり、エネルギー密度との関係性を調べると、エネルギー密度が増加するにつれ、鉛直乱流拡散係数も増加していることがわかった。このことから、斜面上におけるエネルギー密度と鉛直乱流拡散係数の関係性が示唆された。

このメカニズムを調べるために行った数値実験の結果も観測から得られた結果と定性的に一致した。今後は、この実験結果をより詳細に解析し、エネルギーが高周波数側へ流入するメカニズムを解明していく必要がある。
中性子星を含む連星，パルサー，マグネターからの重力波による宇宙物理学の研究

連星合体重力波探索パイプラインgstlalをKAGRAデータ処理に用いるための準備を引き続き行った.また,連星合体重力波探索の際の各イベントの統計的有意さを決める,ノイズによって生じる偽イベント発生確率の新しい評価方法として,極値分布を用いた方法について検討を行った.また,数値相対論による連星中性子星合体からの高精度重力波波形導出を継続して行った.本年度は以上の他にも観測された連星中性子星合体重力波を使った研究や,連星中性子星合体に関係した天体物理学的研究も行った.連星中性子星合体重力波信号GW170817のデータを独自に再解析をして,中性子星の潮汐変形率への制限を行った.使った波形は,LIGOの解析でも用いられている,最も単純なモデルである.その結果,LIGOハンフォードデータとリビングストンデータから得られる潮汐変形率の事後確率分布の形がかなり違うことを示した.この結果はこれまで指摘されてこなかった知見である.連星中性子星合体後に出来る強い磁場を持つ中性子星の数値相対論的シミュレーションを行った.その結果,ケルビン・ヘルムホルツ不安定性が磁場のエネルギーを熱エネルギーの1%程度まで増強され,また中性子星の外周やトーラスに発生する磁気回転不安定性が,磁気乱流を維持することを示した.連星中性子星合体にともなう力学的な放出物の数値相対論的シミュレーションを行い,その速度が光速の70%まで加速されることが分かった.この物質と周辺に存在する星間物質との相互作用により発生するシンクロトロン放射は,星間物質の密度がある程度以上で,2つの中性子星がほぼ同じ質量で,状態方程式が柔らかいという条件を満たせば,GW170817の非熱的放射を説明出来ることが分かった.また,マグネター関連の研究としては,よじれた磁場を持つマグネター磁気圏モデルを構築し,マグネターフレアとの関係を調べた.連星合体探索パイプラインgstlalによりKAGRAデータの解析を行うため,KAGRAのオンラインデータ転送システムとgstlalを接続し,オンラインデータ処理試験を行った.また,数値相対論シミュレーションの準備は順調に進み,多くのシミュレーションを実施した.LIGOにより検出された連星中性子星合体信号GW170817データの独自のパラメータ推定を行い,これまでに指摘されていなかった,LIGOハンフォードとリビングストンの結果の食い違いについて独自に指摘することが出来た.コンパクト連星合体解析と背景重力波解析LIGO/Virgoの第3回観測運転期間中の2019年度中に行われる予定の,KAGRAの最初の観測運転データの解析の準備を引き続き行う.コンパクト連星合体重力波探索パイプラインの開発とテストを行う.データ解析パイプラインgstlalをKAGRAのデータ処理で用いるための準備を行う.更に,多数のコンパクト連星合体重力波が作る背景重力波を,KAGRAを含めた検出器ネットワークで解析を行う準備を行う.中性子星連星合体からの重力波について高精度波形モデルを導出する.連星質量,質量比,スピン,状態方程式について,さらに広範なパラメータースタディを行う.GW170817などの重力波信号データに高精度波形モデルを適用して,潮汐変形率への制限を行い,既存モデルの結果と比較する.更にKAGRA観測運転データによる連続重力波解析の準備を行う.将来の本格観測において必要な雑音特性評価をおこなう.連星合体重力波探索パイプラインgstlalをKAGRAデータ処理に用いるための準備を引き続き行った.また,連星合体重力波探索の際の各イベントの統計的有意さを決める,ノイズによって生じる偽イベント発生確率の新しい評価方法として,極値分布を用いた方法について検討を行った.また,数値相対論による連星中性子星合体からの高精度重力波波形導出を継続して行った.本年度は以上の他にも観測された連星中性子星合体重力波を使った研究や,連星中性子星合体に関係した天体物理学的研究も行った.連星中性子星合体重力波信号GW170817のデータを独自に再解析をして,中性子星の潮汐変形率への制限を行った.使った波形は,LIGOの解析でも用いられている,最も単純なモデルである.その結果,LIGOハンフォードデータとリビングストンデータから得られる潮汐変形率の事後確率分布の形がかなり違うことを示した.この結果はこれまで指摘されてこなかった知見である.連星中性子星合体後に出来る強い磁場を持つ中性子星の数値相対論的シミュレーションを行った.その結果,ケルビン・ヘルムホルツ不安定性が磁場のエネルギーを熱エネルギーの1%程度まで増強され,また中性子星の外周やトーラスに発生する磁気回転不安定性が,磁気乱流を維持することを示した.連星中性子星合体にともなう力学的な放出物の数値相対論的シミュレーションを行い,その速度が光速の70%まで加速されることが分かった.この物質と周辺に存在する星間物質との相互作用により発生するシンクロトロン放射は,星間物質の密度がある程度以上で,2つの中性子星がほぼ同じ質量で,状態方程式が柔らかいという条件を満たせば,GW170817の非熱的放射を説明出来ることが分かった.また,マグネター関連の研究としては,よじれた磁場を持つマグネター磁気圏モデルを構築し,マグネターフレアとの関係を調べた.連星合体探索パイプラインgstlalによりKAGRAデータの解析を行うため,KAGRAのオンラインデータ転送システムとgstlalを接続し,オンラインデータ処理試験を行った.また,数値相対論シミュレーションの準備は順調に進み,多くのシミュレーションを実施した.LIGOにより検出された連星中性子星合体信号GW170817

データの独自のパラメータ推定を行い,これまでに指摘されていなかった,LIGOハンフォードとリビングストンの結果の食い違いについて独自に指摘することが出来た.KAGRAの観測運転に備えて,LIGOのオンラインデータ解析パイプラインgstlalをKAGRAデータ処理に用いるための準備を行った.KAGRAのオンラインデータ転送システムとgstlalを接続するための技術的問題点の洗い出しを行った.また,gstlalをKAGRAの計算機システムで動作せるための様々な技術的問題の洗い出しを行った.連星中性子星連星合体の高精度数値シミュレーションを行い,それに基づき,潮汐変形率を取り入れた新しい解析的な重力波波形モデルの構築を行った.その波形を,LIGO-Virgoによる連星中性子星合体重力波信号であるGW170817の公開されているデータに適用し,ベイジアンパラメータ推定手法による潮汐変形率への制限を行った.同様の解析はLIGO-Virgoでも行われているが,本研究はLIGO-Virgoと異なる波形モデルを用いて独立に解析を行ったものである.現在結果のとりまとめを行っている.LIGOとVirgoの第3回観測運転(O3)は2019年4月から開始された.KAGRAがその観測に参加した場合,4台の重力波検出器ネットワークによる観測が可能になる.その際に,方向決定精度が3台検出器の場合にくらべてどの程度改善するかについて評価を行った.Fisher行列による評価では,たとえKAGRAの感度がLIGOやVirgoに比べて悪くても,KAGRAで受信する信号の,信号雑音比が2以上あれば,方向決定精度が40%程度向上し,KAGRAが国際ネットワークの中で重要な役割を果たしうるということが分かった.現在この結果をベイジアンパラメータ推定コードを用いた解析による確認を行った.銀河系内でおきる巨大なエネルギーの突発現象であるマグネターフレアに関連して,磁気圏に貯蓄されるエネルギーの最大値の評価を行い,プラズマを放出する開いた磁気圏へ遷移する可能性を示した.LIGOのオンラインデータ解析パイプラインgstlalによりKAGRAデータの解析を行うための技術的な問題点の洗い出しを行うことができた.数値相対論シミュレーションの準備は順調に進み,既に多くのシミュレーションを実施した.また高精度数値シミュレーションに基づく潮汐変形率を取り入れた新しい解析的な重力波波形モデルの構築も行った.更にLIGOにより検出された連星中性子星合体信号GW170817データの独自のパラメータ推定も始めている.コンパクト連星合体解析と背景重力波解析LIGO/Virgoの第3回観測運転期間中の2019年度中に行われる予定の,KAGRAの最初の観測運転データの解析の準備を引き続き行う.コンパクト連星合体重力波探索パイプラインの開発とテストを行う.データ解析
non-LTR型レトロトランスポゾンRlBmの標的部位認識機構の解明

本研究は、カイコrRNA遺伝子28S領域に部位特異的な挿入が確認されているnon-LTR型レトロトランスポゾンR1Bmを用い、これら転移因子タンパク質がどのように細胞ゲノム中の標的配列を認識し結合しているのかを、計算化学的手法を導入することで解明することを目的としている.昨年度、既報のhAP1のendonucleaseのドメイン構造を元にモデリングをおこなったR1Bmタンパク質の部分構造とR1Bmの標的配列を含むDNA分子、および含まないDNA分子とを組み合わせた系を、両分子の相対位置を変えて数種類設計し、それぞれに対しMD計算用ソフトウエアAMBERを用いてシミュレーションを行った.その結果、標的DNA分子とR1Bmタンパク質とが相互作用していると考えられる領域を数カ所同定した.それらの領域中で、直接DNA分子と作用している2箇所のアミノ酸について、アミノ酸置換したモデルをそれぞれ設計し再度シミュレーションを行った.これらのアミノ酸置換モデルではDNA分子との結合力が弱まると予想されたが、結合エネルギー解析の結果、若干のエネルギーの減少は見られたものの、両分子の構造に大きな差異は観察されなかった.現在引き続き、複数箇所同時にアミノ酸置換を行ったモデルを用いて同様のシミュレーションを実行中である.これら一連のシミュレーション結果から、両分子の結合に関わるアミノ酸残基が同定されれば、実際にアミノ酸置換を行った配列を用いて実験を行うことで、R1Bmタンパク質のDNA分子との認識・結合機構の解明につながるものと期待される.カイコrRNA遺伝子配列に部位特異的に挿入することが確認されているnon-LTR型レトロトランスポゾンR1BmのORF2には、human AP endonuclease 1(hAP1)に相同なドメインをもつタンパク質がコードされており、このドメイン中の42アミノ酸残基が特定のDNA配列認識に必須であることが報告されている.本研究はR1Bmタンパク質がどのように標的配列を認識するのかを、計算化学的手法を利用して解明することを目的としている.シミュレーションに必要な分子を含む系の規模は、標的部位前後の配列を含むDNA分子だけでも50,000原子を超え、これらに対して分子動力学的(MD)シミュレーションを行うためには高速の並列計算機が必須である.そこで、これを可能にするクラスターPCを導入し、AMBER7等、シミュレーションに必要なソフトウエアのインストールを行った.本来AMBER7は小中規模シミュレーションを目的に設計されており、大規模シミュレーションを可能にするためにはコードの一部変更等、ソフトウエアの調整を行う必要があった.調整後のソフトウエアが期待通りに動作するかどうかを確認するために、hAP1に認識される塩基脱落部位(AP site ; apurinic/apyrimidinic site)および、8-oxoguanineの2種類の酸化損傷を含む40 merのDNA分子を、2種類の損傷間の距離を変えて設計し、1,000ps後に分子構造や静電エネルギー状態が2損傷間の距離に応じてどのように変化するかを調査した.得られた結果は論文にまとめ、Journal of Computational Chemistryに投稿した(印刷中).現在、導入・調整したシステムを用い、タンパク質データベースからダウンロードしたhAP1のendonucleaseと相同なドメインを持つタンパク質の結晶構造データと、R1Bmの標的配列を含むDNA分子とを組み合わせたシミュレーションの系を設計中である.R1BmはカイコrRNA遺伝子配列に部位特異的に挿入することが確認されているnon-LTR型レトロトランスポゾンである.R1Bmがもつ2つのORFのうちORF2には、human AP endonuclease 1(hAP1)に相同なドメインをもつタンパク質がコードされており、その中の42アミノ酸残基が特定のDNA配列認識に必須であると考えられている.R1Bmタンパク質がどのように標的配列を認識するのかを、計算化学的手法を利用して解明することを目的に、一昨年度クラスターPCを導入し、大規模シミュレーションが行えるようシステムを構築・調整を行った.昨年度本システムを用い、タンパク質データベースからダウンロードしたhAP1のendonucleaseと相同なドメインを持つタンパク質の結晶構造データと、R1Bmの標的配列を含むDNA分子とを組み合わせたシミュレーションの系を設計し、MD計算用ソフトウエアAmber7を用いてMDシミュレーションを行った.現在、計算を実行中である.このシミュレーション結果から、タンパク質・DNA両分子間の相互作用の中心となる部位の候補が選定され、その候補部位のアミノ酸を置換した配列を用いてR1Bmの宿主ゲノムへの挿入の有無を確認することで、シミュレーションによる計算結果の妥当性を評価可能であると考えている.本研究は、カイコrRNA遺伝子28S領域に部位特異的な挿入が確認されているnon-LTR型レトロトランスポゾンR1Bmを用い、これら転移因子タンパク質がどのように細胞ゲノム中の標的配列を認識し結合しているのかを、計算化学的手法を導入することで解明することを目的としている.昨年度、既報のhAP1のendonucleaseのドメイン構造を元にモデリングをおこなったR1Bmタンパク質の部分構造とR1Bmの標的配列を含むDNA分子、および含まないDNA分子とを組み合わせた系を、両分子の相対位置を変えて数種類設計し、それぞれに対しMD計算用ソフトウエアAMBERを用いてシミュレーションを行った.その結果、標的DNA分子とR1Bmタンパク質とが相互作用していると考えられる領域を数カ所同定した.それらの領域中で、直接DNA分子と作用している2箇所のアミノ酸について、アミノ酸置換したモデルをそれぞれ設計し再度シミュレーションを行った.

これらのアミノ酸置換モデルではDNA分子との結合力が弱まると予想されたが、結合エネルギー解析の結果、若干のエネルギーの減少は見られたものの、両分子の構造に大きな差異は観察されなかった.現在引き続き、複数箇所同時にアミノ酸置換を行ったモデルを用いて同様のシミュレーションを実行中である.これら一連のシミュレーション結果から、両分子の結合に関わるアミノ酸残基が同定されれば、実際にアミノ酸置換を行った配列を用いて実験を行うことで、R1Bmタンパク質のDNA分子との認識・結合機構の解明につながるものと期待される.
集合住宅の長期間の環境形成における密度感の果たす役割に関する考察

平成11年度に行った予備的調査に基づき、12年度においては、住みこなしの過程で、環境形成の主体である居住者らが環境の諸要因(物理的要因、対人的要因、社会的要因)とどのような関係を構築しているかを整理し、その中で密度が果たす役割が何かについての仮説的モデルを考察した。上記モデルを検証するために、国内(茨城県営小野崎団地および大角豆団地)およびベトナムハノイ市内において調査を行った。具体的には選択した集合住宅において住まい方調査・行動観察調査を行い、住棟・住戸の平面図を採取し、行動の量・種類・場所、表出・あふれ出しの量・種類などのデータを収集した。現在は分析結果にもとづき論文に投稿準備を行っている。また、7月には国際学会(IAPS 16・於パリ)においてベトナム・ハノイ市内における集合住宅調査の結果を発表し議論を行った。研究の第一段階として、建築計画分野、都市計画分野における密度に関する考え方の整理を、文献研究によって行った。また、内外の研究者に専門的知識を求めた。具体的には、日本建築学会大会で関連研究者との意見の交換を行った。また、ニューヨークコロンビア大学に赴き、関連の研究者らにアドバイスを求めた。第二段階として、国内の調査対象の集合住宅をいくつか選び、予備調査を行った。具体的には、つくば市内にある県営小野崎団地と大角豆(ささぎ)団地、さらに、岐阜県営北方団地を調査対象に選定した。また、高密居住の海外事例として、ニューヨークの都心と郊外の集合住宅の事例、さらにはベトナムハノイの都市居住の例を調査した。調査は途中段階にあり、分析も途上であるが、環境形成の主体である居住者らが環境の諸要因(物理的要因、対人的要因、社会的要因)とどのような関係を構築しているかを整理し、その中で密度が果たす役割が何かについて、仮説的モデルを構築しようとさまざまな試みを行っている。
バイオマーカーと同位体を用いた始生代における生物多様性と地球表層環境変動の関係

約27億年前の黒色頁岩コア試料中に存在するステラン・ホパンなどのバイオマーカーを同定することができた。これらのバイオマーカーは多種有機化合物を含む複雑なマトリックス中に超微量存在し、本研究補助金で導入したイオントラップ型ガスクロマトグラフ多段階質量分析計(GC-MS/MS)がなければ分析不可能であった。ステランが検出されることは当時すでにその生合成過程で遊離酸素を必要とするバクテリアが普遍的に存在していた可能性を示唆する。しかし、コア試料約80mにおいて検出されたステランの分子分布はほとんど同じであった。一方で、全有機炭素同位体比は-34-44‰は幅広い変動を示し、同位体的に重いとき(-34‰)には有機炭素量は約0.1%と小さいのに対して、有機炭素量が約8%と大きいときにはその炭素同位体比は-40‰であった。全窒素同位体比は0+10‰の値をとり、当時の海洋が還元的であった証拠とされる負の値は示さず、現在の海洋堆積物の窒素同位体比とほぼ同じ範囲であった。また、有機炭素量が約8%と最も大きいときに全窒素同位体比は最も軽く0‰であった。この値は当時の海洋で窒素固定をするバクテリアが一時生産を担っていた可能性を示唆する。イオウ同位体比も幅広く分布し、+12-8‰の範囲をとった。約20‰の分布幅は同時の海洋が硫酸塩に富んでおり、硫酸還元バクテリアの活動が活発であったことを示す。また有機炭素量とモリブデン量の正の相関を示し、酸化大気環境下での無機元素の溶脱・集積も示唆した。本結果を国際学会で発表し、国際学術誌に投稿した。本結果・考察に好意的な意見も存在するが、現在までの学説と一致しないために現在のところ反対意見が多い。始生代の地球表層環境を明らかにするために、本研究のバイオマーカー・同位体比は強力な研究手段である。地球は誕生してから約46億年、地球表層環境進化における生物活動の役割は非常に大きいという共通認識はあるが、生物活動の多様性(進化)と環境変化の時期およびその大きさがどのように結びついているかについては解明されていない。本研究の目的はバイオマーカーと分子レベル炭素同位体を用いて始生代における生物活動の多様性(進化)を明らかにすることにつけ加えて、硫化物イオウ・全窒素の同位体および無機化学元素(とくに酸化還元状態に敏感な元素)分布より生物の進化が地球表層における環境変化とどのように結びついているかを解明することである。さらに生命活動と当時の海洋・大気における環境変動との関連を考察すると共に今までの仮説の妥当性を検証する。初年度は約27億年前に堆積したオーストラリア・ハマースレイ地域の黒色頁岩コア試料を用いてバイオマーカーおよび無機主要・微量化学元素の研究を行った。まず、バイオマーカーの同定のためにガスクロマトグラフ多段階質量分析計(GC-MS/MS)を設備備品として導入し、調整・予備的に数種の試料について測定を行った。その結果、複雑なマトリックスからジアステラン・ホパンなどのバイオマーカーを同定することができた。また、コア試料約15個について有機炭素や窒素、イオウなどの定量分析を有機元素分析計、また主要・微量無機化学元素の分析を蛍光X線分析装置などを用いて行った。

さらに、研究分担者・掛川博士がアメリカ地質学会に参加し、始生代における海洋の酸化還元状態に関する発表を行うとともに、始生代の地球表層環境と生物活動に関する研究分野の情報収集を行った。地球は誕生してから約46億年、地球表層環境進化における生物活動の役割は非常に大きいという共通認識はあるが、生物活動の多様性(進化)と環境変化の時期およびその大きさがどのように結びついているかについては解明されていない。本研究の目的はバイオマーカーと分子レベル炭素同位体を用いて始生代における生物活動の多様性(進化)を明らかにすることにつけ加えて、硫化物イオウ・全窒素の同位体および無機化学元素(とくに酸化還元状態に敏感な元素)分布より生物の進化が地球表層における環境変化とどのように結びついているかを解明することである。さらに生命活動と当時の海洋・大気における環境変動との関連を考察すると共に今までの仮説の妥当性を検証する。第2年度は約27億年前に堆積したオーストラリア・ハマースレイ地域の黒色頁岩コア試料を用いて、窒素同位体組成の測定を元素分析-同位体比質量分析計でおこなった。その結果、全岩の窒素とフッ化水素酸などにより脱鉱物化した高分子状有機物(ケロジェン)中の窒素では同位体組成が異なることを見出した。また、全岩窒素同位体組成は従来当時の海洋が還元的であった証拠とされた負の値は一切示さなかった。さらに、希土類元素分析を行い、希土類元素存在パターンを従来の研究結果と比較した。これらの結果を奈良岡が第4回国際始生代シンポジウムに参加し発表した。地球史において表層環境進化における生物活動の役割は非常に大きいという認識はあるが、生物活動の多様性(進化)と環境変化の時期およびその大きさの関係は解明されていない。特に約25億年前までの地球環境は大気中は無酸素であり、今とは全く異なる環境であったと考えられている。本研究の目的はある種の生物に特有なバイオマーカーと呼ばれる有機分子・炭素同位体比を用いて始生代における生物活動の多様性(進化)と硫化物イオウ・全窒素の同位体比および無機化学元素(とくに酸化還元状態に敏感な元素)分布より生物の進化が地球表層における環境変化とどのように結びついているかを解明することである。本最終年度は約27億年前に堆積したオーストラリア・ハマースレイ地域の黒色頁岩コア試料中のバイオマーカー分析を本研究費で設置した多段階ガスクロマトグラフ質量分析計を用いて集中的に行った。その結果、約27億年前の黒色頁岩中に真核生物のバイオマーカーとされるステランが普遍的に存在することを見出した。このことは当時すでにその生合成過程で遊離酸素を必要とする生物が普遍的に存在していた可能性を示唆する。しかし、従来報告されていたシアノバクテリアのバイオマーカーであるメチルホパンなどは検出されなかった。従来、多段階質量分析に用いられてきた装置と今回用いた装置とのイオン化における違いの問題点も明らかになった。また、黒色頁岩中の有機炭素量とモリブデン量が正の相関を示し、酸化大気環境下での無機元素の溶脱・集積が起こっていたことも示唆した。本研究の今までの成果を第12回国際地球化学会議(ゴールドシュミット会議)および国内の学会で発表するとともに国際学術誌に論文を2編投稿した。また成果報告書を作成中である。
近年同定されたGax(growth arrest-specific homeobox)は、大動脈、心臓など循環器系特異的発現を示すホメオボックス遺伝子であり、血清やPDGF等の増殖促進因子によって発現が抑制されること、その過剰発現により血管平滑筋細胞(VSMC)増殖遊走が阻害されることが示され、VSMCの増殖抑制において重要な意義を有すると考えられている。これまでに我々は血管作動性ペプチドであるアンギオテンシンII(AII)とナトリウム利尿ペプチドがVSMCの増殖に対し拮抗的に作用していること、Gaxの発現がAII及びC型ナトリウム利尿ペプチドによりそれぞれ抑制及び促進されることを明らかにし、GaxがVSMC増殖制御シグナルにおいて、共通の転写因子として関与する可能性を示した。更に、アンチセンスDNAを用い、GaxがcGMPカスケードによるVSMC増殖抑制において不可欠であることを明らかにした。本年度は、Gax発現調節の分子機構において、酸化ストレス及びMAPキナーゼの意義を検討した。その結果、アンギオテンシンIIなどVSMC増殖促進因子は、酸化ストレスを亢進させ、細胞増殖制御において重要な役割を有するMAPキナーゼの一つであるERK1/2の活性化を介し、Gax mRNA発現を抑制することが明らかとなり、VSMCの形質変換決定におけるGax発現のredox制御の意義が示唆された。一方、我々はマウスES細胞よりFACSを用いたセルソーティング技術を用い、血管内皮増殖因子(VEGF)の受容体であり発生初期においては中胚葉マーカーであるFlk-1陽性細胞にPDGF-BB等を添加し、コラーゲンIV上で分化培養することにより、平滑筋α-actinやPDGF-β受容体陽性の血管平滑筋細胞/周皮細胞の分化誘導に成功した。現在、このマウスES細胞を用いた新しい血管平滑筋細胞発生分化モデルを用い、Gaxの意義を検討中である。
超音波による異方的超伝導体の超伝導状態の研究

1.重い電子系超伝導体URu_2Si_2の超伝導ギャップ構造の決定CeやUなどを含む重い電子系超伝導体においては,しばしば超伝導と他の秩序(通常,強磁性や反強磁性といった磁気秩序)が共存する。その中でもURu_2Si_2は例外的な物質であり,「隠れた秩序」と呼ばれる非磁性の秩序と超伝導が共存する.しかしながら超伝導に関しては超伝導ギャップがゼロとなる,いわゆるノードをもつ非従来型の超伝導を示すこと以外はほとんど分かっていなかったと言ってよい.この超伝導の発現機構を明らかとする上で,クーパー対に働く引力相互作用と密接に関係する超伝導ギャップ構造が最も重要である.しかしながら,ほとんどの非従来型超伝導体のギャップ構造は実験的な困難さゆえ未解明のままである.研究代表者は超伝導ギャップ構造に敏感な熱伝導率を30mKまでの極低温において磁場を回転させながら測定可能なシステムを構築した.これは世界的に見ても例のないシステムであり,転移温度が1K程度の超伝導体でもギャップ構造の決定が可能となった.URu_2Si_2において上述のシステムを適用し,熱・電子輸送特性を測定した.その結果,隠れた秩序状態において2バンドの補償半金属的な電子状態になっており,2つのバンドで異なるノード構造をもつという,前例のないギャップ構造をとることが明らかとなった.これは隠れた秩序下の超伝導への理解を大きく進展させるものである.2.超純良URu_2Si_2における渦糸状態および準粒子輸送特性の研究の研究電子・熱輸送特性を過去最高純度のURu_2Si_2単結晶の渦糸状態において詳細に調べた結果,1K以下において渦糸格子の融解を示すことが明らかになった.これまで渦糸格子の融解は高温超伝導体でしか確立されていないことを考えると異常な結果である.また,渦糸状態において準粒子のブロッホ状態が形成されている可能性がはじめて示唆されている.1.超音波による重い電子系超伝導体CeCoIn_5の渦糸状態の研究重い電子系超伝導体CeCgIn_5において,超伝導が破壊される上部臨界磁場近傍H_<c2>の高磁場領域で新しい超伝導相,Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)相の存在が示唆されているが,詳細は明らかになっていなかった.そこで研究代表者は超音波による音速測定を重い電子系超伝導体CeCoIn_5について超伝導相全体をカバーする温度・磁場領域で行った.その結果,FFLO相において横波の音速に顕著な変化が観測された.これはFFLO相において超伝導秩序変数が0になる部分,すなわちノードをもつ構造をしていることを強く示唆している.さらに音速測定からH_<c2>における一次転移の証拠が得られた.このことは超伝導状態がパウリ常磁性効果によって抑制されていることを示唆しており,高磁場相がFFLO相であることを強く示唆している.2.熱伝導率測定によるCeCoIn_5の超伝導状態における準粒子輸送特性の研究CeCoIn_5において,超伝導状態になると準粒子の平均自由行程が増加するという,高温超伝導体に類似した振る舞いが観測されている.このことは超伝導発現機構と密接に関係していると考えられるが、詳細な研究は行われていなかった.そこで研究代表者は熱伝導率テンソルの測定を重い電子系においてはじめて行った.その結果,熱ホール伝導率を測定することによってはじめてCeCoIn_5において破超伝導体に特徴的なふるまいが観測された.また準粒子の平均自由行程は非常に奇妙な磁場依存性を示し,新規な渦糸状態をとる可能性が示唆された.またこの結果より超伝導ギャップ構造はd_<x2-y2>であることが支持される.申請課題である超音波測定は非常に困難であることが分かってきた.しかしながら研究申請者は測定手法を超音波測定から熱伝導率測定として同様の研究を行う.すでに装置は完成しており,これによって異方的超伝導体のノード構造を明らかにする予定である.1.βパイロクロア酸化物超伝導体KOs_2O_6の超伝導状態の研究βパイロクロア酸化物AOs_2O_6(A=K,Os,Rb)は,パイロクロア格子を有する酸化物における2例目の超伝導体として注目を浴びている.その中で最も高い超伝導転移温度Tcをもち,Aサイトに位置するアルカリ原子のラットリング運動が最も強く,その影響が諸物性特性に顕著に現れるKOs_2O_6は,他のパイロクロア超伝導体とは異なる超伝導状態を取ることが期待される.そこで研究代表者は熱伝導率およびマイクロは伝導率の測定により超伝導状態を詳細に調べた.その結果,KOs_2O_6は他のパイロクロア超伝導体と同様にして超伝導ギャップが当方的に開いたフルギャップ超伝導体であることが明らかとなった.一方で準粒子輸送特性からは強い電子相関をもつ系に特有のふるまいが観測された.通常強い電子相関が存在する場合には,電子間の強いクーロン斥力のために超伝導ギャップは異方的なものとなる.従って,KOs_2O_6は強い電子相関をもつにも関わらず,フルギャップ超伝導を示すという,大変ユニークな超伝導体であることが明らかとなった.2.重い電子系超伝導体URu_2Si_2の渦糸状態の研究研究代表者はこれまでの中で最も純良な単結晶を用い,熱伝導率測定を行った.

その結果,上部臨界磁場Hc_2において熱伝導率がとびを示し減少するという,これまでにないふるまいが観測された.またこのふるまいが特有の電子構造に由来していることを明らかにした.準粒子の低エネルギー励起の研究より,URu_2Si_2がマルチバンド超伝導体であることが明らかになった.それぞれのバンドの超伝導ギャップ構造を求めた結果,カイラルd波で最もよく説明できることが分かった.この結果は隣接する反強磁性相の揺らぎが超伝導に重要であることを示唆している.熱伝導率測定においてはこれまでの最低温度(100mK)で磁場の角度回転の測定に成功している.これは超音波測定にすぐにでも応用可能である.1.重い電子系超伝導体URu_2Si_2の超伝導ギャップ構造の決定CeやUなどを含む重い電子系超伝導体においては,しばしば超伝導と他の秩序(通常,強磁性や反強磁性といった磁気秩序)が共存する。その中でもURu_2Si_2は例外的な物質であり,「隠れた秩序」と呼ばれる非磁性の秩序と超伝導が共存する.しかしながら超伝導に関しては超伝導ギャップがゼロとなる,いわゆるノードをもつ非従来型の超伝導を示すこと以外はほとんど分かっていなかったと言ってよい.この超伝導の発現機構を明らかとする上で,クーパー対に働く引力相互作用と密接に関係する超伝導ギャップ構造が最も重要である.しかしながら,ほとんどの非従来型超伝導体のギャップ構造は実験的な困難さゆえ未解明のままである.研究代表者は超伝導ギャップ構造に敏感な熱伝導率を30mKまでの極低温において磁場を回転させながら測定可能なシステムを構築した.これは世界的に見ても例のないシステムであり,転移温度が1K程度の超伝導体でもギャップ構造の決定が可能となった.URu_2Si_2において上述のシステムを適用し,熱・電子輸送特性を測定した.その結果,隠れた秩序状態において2バンドの補償半金属的な電子状態になっており,2つのバンドで異なるノード構造をもつという,前例のないギャップ構造をとることが明らかとなった.これは隠れた秩序下の超伝導への理解を大きく進展させるものである.2.超純良URu_2Si_2における渦糸状態および準粒子輸送特性の研究の研究電子・熱輸送特性を過去最高純度のURu_2Si_2単結晶の渦糸状態において詳細に調べた結果,1K以下において渦糸格子の融解を示すことが明らかになった.これまで渦糸格子の融解は高温超伝導体でしか確立されていないことを考えると異常な結果である.また,渦糸状態において準粒子のブロッホ状態が形成されている可能性がはじめて示唆されている.