hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
雌性生殖器官原基の誘導因子の探索

本研究では、卵管・子宮・膣上皮への誘導因子を同定することを目的としている。発生期と成体マウスの卵管・子宮・膣における遺伝子発現量を網羅的に比較し、発生期に発現が上昇している遺伝子を候補遺伝子とした。さらに、性質を維持したまま増殖可能な、発生期の卵管・子宮・膣間充織由来株細胞が作製された。性質が維持されているため、卵管上皮を誘導する細胞、膣上皮を誘導する細胞、それらを誘導しない細胞のみにすることが出来た。しかし、間充織に特異的に発現し、上皮の運命決定を誘導する因子の同定には至っていないが、その同定に必要な上皮と間充織細胞の共培養系を確立し、現在は子宮上皮と膣上皮の運命決定因子を同定中である本研究では、雌性生殖器官である卵管・子宮・膣原基における卵管分泌上皮・子宮上皮・膣上皮への誘導因子を同定することを目的としている。発生期と成体マウスの卵管・子宮・膣におけるmRNA量をマイクロアレイにより網羅的に比較し、発生期にmRNA量が上昇している遺伝子を探索し候補遺伝子を発見した。卵管・子宮・膣の上皮・間充織組織を単離し、mRNAを抽出後、リアルタイムPCRによって候補遺伝子の発現分布を解析し、卵管分泌上皮を多く持つ卵管間充織・膣間充織に発現特異性がある液性因子に着目してスクリーニングを行い、候補遺伝子を絞りこんだ。当研究室において、性質を維持したまま継代可能な卵管・子宮・膣原基由来の株細胞が作製されている。性質が維持されているため、クローン性の卵管分泌上皮を誘導する間充織細胞、膣上皮を誘導する間充織細胞、またそれらを誘導しない間充織細胞が存在する。絞り込まれた候補遺伝子を、これらの上皮の運命決定を誘導しない間充織細胞に強制発現させ、株細胞を得た。間質が卵管繊毛上皮の運命を誘導できるかを調べられる共培養系に改良を加え、未分化な上皮株細胞と候補遺伝子を強制発現させた間充織細胞を共培養したところ、卵管分泌上皮と膣上皮の運命決定を誘導していると考えられる因子をいくつか同定することができた。一方、子宮間充織に特異的に発現し、機能していると考えられる液性因子の同定には至っていない。その理由の一つとして、子宮上皮細胞特異的に発現し、その上皮の特徴を表すマーカー遺伝子が存在しないことが挙げられる。現在は子宮上皮細胞のマーカー遺伝子を探索中である。本研究では、雌性生殖器官である卵管・子宮・膣原基における卵管分泌上皮・子宮上皮・膣上皮への誘導因子を同定することを目的としている。卵管・子宮・膣の上皮・間充織組織を単離し、mRNAを抽出後、リアルタイムPCRによって候補遺伝子の発現分布を解析し、卵管分泌上皮を多く持つ卵管間充織・子宮間充織・膣間充織に発現特異性がある液性因子に着目してスクリーニングを行い、候補遺伝子を絞りこんだ。未分化な上皮株細胞と候補遺伝子を強制発現させた間充織細胞を共培養したところ、卵管分泌上皮の運命決定を誘導していると考えられる因子をいくつか同定することができた。一方、子宮と膣間充織に特異的に発現し、機能していると考えられる液性因子の同定には至っていない。しかしながら、その同定に必要な共培養系の構築に成功したため、今後はその培養系を用いて、子宮上皮と膣上皮の運命決定因子を同定する。性質が維持されているため、クローン性の卵管分泌上皮を誘導する間充織細胞、膣上皮を誘導する間充織細胞、またそれらを誘導しない間充織細胞が存在し得る。しかし、それらの株細胞だけでは十分に膣上皮の運命決定を誘導出来ないことがわかり、膣間充織細胞においては再度クローニングを行った。

しかしながら、昨年度構築された、同定に必要な共培養系を安定的に利用可能となったおり、現在はその培養系を用いて、子宮上皮と膣上皮の運命決定因子を同定中である。また、子宮上皮の運命決定を誘導する際に、子宮上皮は未分化上皮から自発的に誘導される可能性が示唆されており、現在その可能性も踏まえて実験中である。本研究では、卵管・子宮・膣上皮への誘導因子を同定することを目的としている。発生期と成体マウスの卵管・子宮・膣における遺伝子発現量を網羅的に比較し、発生期に発現が上昇している遺伝子を候補遺伝子とした。さらに、性質を維持したまま増殖可能な、発生期の卵管・子宮・膣間充織由来株細胞が作製された。性質が維持されているため、卵管上皮を誘導する細胞、膣上皮を誘導する細胞、それらを誘導しない細胞のみにすることが出来た。しかし、間充織に特異的に発現し、上皮の運命決定を誘導する因子の同定には至っていないが、その同定に必要な上皮と間充織細胞の共培養系を確立し、現在は子宮上皮と膣上皮の運命決定因子を同定中である平成26年度の研究計画は、平成25年度に行った、卵管間充織・子宮間充織・膣間充織に発現特異性がある液性因子に着目してスクリーニングと候補遺伝子を絞み、そしてそれらの候補遺伝子を、誘導能を持たない間充織株細胞に強制発現させた細胞を用いて、未分化上皮細胞と共培養して運命決定を行うことであった。卵管分泌上皮の運命決定因子の探索において、この計画は順調に進行しており、候補遺伝子を強制発現された間充織細胞と未分化な上皮株細胞との共培養系を改良し、その共培養系を利用することで、卵管分泌上皮の性質を表すマーカー遺伝子の発現を上昇させる、間充織由来の因子をいくつか発見することができた。一方で、子宮・膣上皮への運命決定因子の探索においては、卵管の上皮と間充織細胞で行われてきた共培養が、運命決定の誘導に適していないことがわかった。しかしながら、今年度において、それぞれの運命決定の誘導に適した共培養系の確立ができたので、今後の実験をスムーズに行うことが出来ると考えられる。発生工学卵管分泌上皮の運命決定因子の探索においては、今までに得られた結果を基にして、誘導候補遺伝子の機能解析を引き続き行う。上皮・間充織株細胞と原基間充織・上皮をはり合わせた再構築原基を腎臓皮膜下へ移植し2-4週間経過すると、各器官の形成が確認される(Cunha, 1976; Yamanouchi et al., 2010, Umezu et al., 2010)。候補遺伝子を強制発現された株細胞を用いて、再構築原基を作製・移植し、誘導の確認を検証し候補遺伝子の機能を明らかにする。誘導の確認は、組織学的およびマーカータンパク質の発現を用いた免疫組織化学によって行う。子宮と膣上皮への運命決定因子の探索においては、今年度確立された、それぞれに適した共培養系を用いて、候補遺伝子を強制発現された株細胞と未分化な上皮細胞を共培養し、誘導候補遺伝子の機能解析を引き続き行う。また、卵管分泌上皮の運命決定因子の探索と同様に、再構築原基の腎臓皮膜下移植も行う予定である。また、子宮上皮に特異的に発現するマーカー遺伝子の探索研究も行っており、いくつかの遺伝子の同定には至った。しかし、遺伝子発現のみならず、タンパク質発現にも着目し、子宮上皮の性質を表すマーカーを探索する予定である。平成25年度の研究計画は、発生期と成体マウスの卵管・子宮・膣におけるmRNA量をマイクロアレイにより網羅的に比較し、発生期にmRNA量が上昇している遺伝子を探索し候補遺伝子を発見すること。さらに、卵管間充織・子宮間充織・膣間充織に発現特異性がある液性因子に着目してスクリーニングを行い、候補遺伝子を絞むこと。それらの候補遺伝子を、誘導能を持たない間充織株細胞に強制発現させることであった。
海嶺熱水活動を利用した二酸化炭素の海洋地殻処分法の研究

本年度は,太古代海嶺熱水変質岩について,(1)全岩化学分析結果から熱水変質作用による元素の挙動とフラックスを解明すること,(2)岩石記載結果の熱力学的解析から変質反応の物理化学条件を考察すること,(3)水-岩石反応実験用の高温・高圧反応容器を設計し,CO_2を多く含む系における玄武岩の変質作用を実験的に解析することの3点を目標に研究を進めた,以下にその研究実績を示す.(1)炭酸塩化作用によって,太古代の海洋地殻に炭酸塩鉱物として固定されたCO_2のフラックスは,変質岩に固定されるCO_2の量と,1年間に変質を被る海洋地殻の量から,3.8×10^<13>mol/yrと見積もられた,この太古代初期の海底熱水変質作用によるCO_2固定フラックスは,現世の地球において主に炭酸塩堆積物の沈殿と有機炭素の埋没によって固定される総CO_2フラックスと同等か,もしくはそれよりも大きい.このことから,大気の二酸化炭素濃度が非常に高かった太古代初期の地球において,海洋地殻の炭酸塩化作用が主要なCO_2シンクであったと結論された.(2)変質反応の熱力学的な解析から,変質の温度・圧力はそれぞれ約300°C,>200bar(水深にして>2000m)であり,熱水のCO_2濃度は>1mol%であったと見積もられた.この結果,太古代の海洋地殻の炭酸塩化作用は,当時の熱水(海水)の高いCO_2濃度によってもたらされたと結論された.また,反応に関与する岩石中のCaと熱水中のCO_2マスバランスから,炭酸塩化作用は空隙率が高く透水性の良い枕状玄武岩部で進みやすく,空隙率が低く透水性の悪い塊状ドレライト部では進行しにくかったことが明らかとなった。(3)炭酸塩化作用を解析するための水-岩石反応実験設備として,Dikson型およびFlow-Through型のオートクレーブを設計した.実際の反応実験は,年度内に開始することができなかったが,次年度以降はこの設備を用いた実験を中心に研究を継続していく所存である.これらの一連の成果は,本年度の地球惑星関連学会合同大会および資源地質学会年会において発表され,Geochimica et Cosmochimica Acta誌に掲載された.本年度は,太古代海嶺熱水変質岩について(1)鏡下観察による変質鉱物組み合わせの特定と,(2)蛍光X線分析装置およびICP質量分析装置による全岩化学組成の測定,(3)同位体質量分析計による炭酸塩鉱物の炭素同位体測定を行った.以下にその研究実績を示す.(1)鏡下による変質鉱物の観察から,太古代の海嶺熱水変質岩が,炭酸塩鉱物+緑泥石+石英+白雲母という炭酸塩鉱物と白雲母を含みCa-Al珪酸塩を含まない変質鉱物組み合わせで特徴付けられることが明らかとなった.これは,当時の海洋地殻が現在よりも高い二酸化炭素分圧の下で変質していたことを示している.(2)全岩化学組成の解析から,太古代の海洋地殻は炭酸塩化作用に伴う斜長石の分解と白雲母の生成によってK_2O,Rb,Baに富み,Na_2Oに乏しくなっていることがわかった.また,これらの玄武岩には炭酸塩鉱物の生成に伴ってCO_2の顕著な付加が認められるが,それに伴うCaOの増加は認められないことが明らかとなった.このことは,炭酸塩鉱物を構成しているCaが,もともと玄武岩中に含まれていたCaであることを意味し,太古代の炭酸塩化作用において,海洋地殻がそれ自身の持つCaを用いて熱水中のCO_2を固定していたことを示している.(3)本研究試料に認められる炭酸塩鉱物の炭素同位体比(δ^<13>C_<PDB>)は,0‰付近をピークとした狭い範囲の値を示すことから,これらの炭素が海水に由来するものであり,玄武岩から脱ガスしたCO_2や,後の時代の変成・変質および風化作用の影響はいずれも少ないことが明らかとなった.本年度は,太古代海嶺熱水変質岩について,(1)全岩化学分析結果から熱水変質作用による元素の挙動とフラックスを解明すること,(2)岩石記載結果の熱力学的解析から変質反応の物理化学条件を考察すること,(3)水-岩石反応実験用の高温・高圧反応容器を設計し,CO_2を多く含む系における玄武岩の変質作用を実験的に解析することの3点を目標に研究を進めた,以下にその研究実績を示す.(1)炭酸塩化作用によって,太古代の海洋地殻に炭酸塩鉱物として固定されたCO_2のフラックスは,変質岩に固定されるCO_2の量と,1年間に変質を被る海洋地殻の量から,3.8×10^<13>mol/yrと見積もられた,この太古代初期の海底熱水変質作用によるCO_2固定フラックスは,現世の地球において主に炭酸塩堆積物の沈殿と有機炭素の埋没によって固定される総CO_2フラックスと同等か,もしくはそれよりも大きい.このことから,大気の二酸化炭素濃度が非常に高かった太古代初期の地球において,海洋地殻の炭酸塩化作用が主要なCO_2シンクであったと結論された.(2)変質反応の熱力学的な解析から,変質の温度・圧力はそれぞれ約300°C,>

200bar(水深にして>2000m)であり,熱水のCO_2濃度は>1mol%であったと見積もられた.この結果,太古代の海洋地殻の炭酸塩化作用は,当時の熱水(海水)の高いCO_2濃度によってもたらされたと結論された.また,反応に関与する岩石中のCaと熱水中のCO_2マスバランスから,炭酸塩化作用は空隙率が高く透水性の良い枕状玄武岩部で進みやすく,空隙率が低く透水性の悪い塊状ドレライト部では進行しにくかったことが明らかとなった。(3)炭酸塩化作用を解析するための水-岩石反応実験設備として,Dikson型およびFlow-Through型のオートクレーブを設計した.実際の反応実験は,年度内に開始することができなかったが,次年度以降はこの設備を用いた実験を中心に研究を継続していく所存である.これらの一連の成果は,本年度の地球惑星関連学会合同大会および資源地質学会年会において発表され,Geochimica et Cosmochimica Acta誌に掲載された.
LC-Boosterを搭載した低侵襲磁気ハイパーサーミアシステムの開発

本研究課題ではLC共振型ワイヤレス給電技術であるLC-Boosterを発熱素子に導入した低侵襲磁気ハイパーサーミアシステムの構築を目指して、平成29年度は複合型発熱素子へLC-Booster技術を導入するために必要な条件として、生体による影響を考慮した励磁周波数とLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の構成について検討を行い、励磁周波数については影響の少ない周波数帯、発熱素子の構成については形状特性を明らかにした。しかしながら、高周波磁界中における実機を用いた発熱素子の加温には至っていなかった。最終年度となる平成30年度は、LC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機による性能、加温用励磁装置の試作とそれによる発熱素子の温度特性、そして熱特性の異なる媒質中における発熱素子の温度分布について検討を行った。まず、実機の性能評価として、小型励磁コイル中にLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機を配置し、定電流条件における小型励磁コイルからみた等価直列抵抗の変化から発熱素子における消費電力を間接的に測定する手法を新たに試みたところ、従来型よりも消費電力が大幅に上昇する結果が確認され、LC-Boosterの搭載が発熱性能の改善につながる可能性が示唆された。次に、試作したヘルムホルツ型励磁装置を用い、高周波磁界中における素子表面温度の時間経過を測定したところ、従来型と比較してLC-Booster型は、より低い励磁条件で制御温度に到達可能であることが確認された。また、LC共振器を単独で利用した発熱素子よりも接続するコンデンサの容量値変化に強いことも明らかとなった。次に、熱特性の異なる生体媒質中において発熱素子の温度分布を熱伝導解析から求めたところ、発熱素子自体が温度制御点に到達するために必要な単位時間当りの発熱量は、周囲媒質の熱伝導率に依存することが確認された。寒天をベースとした生体を模擬したファントムを作製し磁界印可試験から生体による影響を考慮した励磁周波数のための検討を行った。生体を模擬したファントムのNaCl濃度が励磁磁束密度に与える影響を明らかにするために、空気の場合とファントムを配置した場合のサーチコイルの誘起電圧を周波数毎に測定したところ、周波数の上昇とともに誘起電圧が低下することが確認された。また、NaCl濃度が高くなるにつれて出力電圧が低下する傾向も確認された。次に、NaCl濃度が励磁コイルのインピーダンスに与える影響を明らかにするために、NaCl濃度が異なるファントムを励磁コイル上に配置したときのインピーダンスを測定したところ、抵抗分が,NaCl濃度の上昇とともに高くなることが確認された。ただし、人体の塩分濃度に近いファントムを用いた実験においては、ファントムの有無によるサーチコイルの誘起電圧の測定値や、励磁コイルのインピーダンスの抵抗分の変化が小さかったことから、人体を対象とした場合には励磁条件の周波数帯の幅は今回実験を行った範囲(300 kHz)までは拡げても問題ないことが確認された。次に、LC-Boosterを搭載する前の複合型発熱素子について、サイズ(長さ、直径)と発熱の関係について数値計算による検討を行った。長さを固定した状態で直径を大きくした場合における単位時間当りの熱量と発熱密度の関係を明らかにすることができた。特に、形状のアスペクト比が熱量の値に影響を与えているため、LC-Boosterを搭載する複合型発熱素子の形状は高アスペクト比に設定する必要性が確認された。また、LC-Boosterと複合型発熱素子の等価回路による解析からLC-Boosterの巻線抵抗、インダクタンス、LC-Boosterと複合型発熱素子の結合係数などの各定数が発熱に与える影響が確認された。LC共振型ワイヤレス給電技術であるLC-Boosterを発熱素子に導入した低侵襲磁気ハイパーサーミアシステムの構築を目指して、平成29年度は複合型発熱素子へLC-Booster技術を導入するために必要な条件を明らかにすることを目的とし、主に、生体による影響を考慮した励磁周波数の選定とLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の構成を決定する予定であった。前者については、生体を模擬したファントムのNaCl濃度を調整した実験から励磁コイルのインピーダンスと励磁コイル周辺の磁束密度に与える影響を励磁周波数の観点から特定し、励磁条件としての周波数選択の幅を確認することができており、おおむね実施できている。後者であるLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の構成については、土台となる複合型発熱素子の形状として、数値解析結果から長さと直径の役割が明らかになっている。また、等価回路による数値解析から、複合型発熱素子の各定数、LC-Boosterの各定数、そして両者の間の結合係数が発熱に与える影響について確認できているため、おおむね実施できている。

まず、実機の性能評価として、小型励磁コイル中にLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機を配置し、定電流条件における小型励磁コイルからみた等価直列抵抗の変化から発熱素子における消費電力を間接的に測定する手法を新たに試みたところ、従来型よりも消費電力が大幅に上昇する結果が確認され、LC-Boosterの搭載が発熱性能の改善につながる可能性が示唆された。次に、試作したヘルムホルツ型励磁装置を用い、高周波磁界中における素子表面温度の時間経過を測定したところ、従来型と比較してLC-Booster型は、より低い励磁条件で制御温度に到達可能であることが確認された。また、LC共振器を単独で利用した発熱素子よりも接続するコンデンサの容量値変化に強いことも明らかとなった。次に、熱特性の異なる生体媒質中において発熱素子の温度分布を熱伝導解析から求めたところ、発熱素子自体が温度制御点に到達するために必要な単位時間当りの発熱量は、周囲媒質の熱伝導率に依存することが確認された。平成29年度に得られた結果は、特に等価回路の数値結果においては設計に必要な様々な条件を特定することが目的であった。そのため、発熱素子の高発熱化に向けて実機の特性を反映させる必要がある。中でも、等価直列抵抗は実機を用いた測定が必要な定数であり、平成30年度はLC-Boosterを搭載した複合型発熱素子の実機を作製し、実機の各定数の測定を行う。その結果を等価回路における数値解析に反映させることで加温に効果的な発熱素子の実現を目指す。また、加温に必要な磁束密度を生み出すための励磁装置の検討も行う。発熱素子と励磁装置が揃った段階で周波数及び磁束密度を変化させたときの発熱素子の温度の時間変化と温度分布を測定し、励磁条件と温度特性の関係から発熱素子の性能を明らかにする。素子の加温能力をもとに、熱特性の異なる媒質中における発熱素子の温度分布をシミュレーションすることで、生体への適用を目指した際に必要となる情報を蓄積していく予定である。
音の質感がもつ情動的価値の神経学的解明

本研究の目的は,音の質感が持つ情動的な価値を,神経活動から考察することである.本年度の目標は,音の情動的な質感を表現している神経活動の特徴量を特定することであった.音の情動的な質感として, 3つの純音を組み合わせた3音和音の調性を対象とした.実験で用いる和音の低構成音は6kHz,高構成音は9または10kHzに固定し, 6,75-8kHzの純音を中構成音とした.先行研究を参考にして, 2つの長三和音(長調), 2つの短三和音(短調)と, 3つの無調性和音に分けた.高密度微小電極アレイを用いて,ラットの聴皮質から,これらの和音や,和音を構成する純音を30秒間連続して提示しているときの局所電場電位(local field potential ; LFP)を計測して, LFPの位相同期(phase locking value ; PLV)を調べた.本研究で用いた長三和音,短三和音の区別は,楽典に記載されているものと同一であった.本研究では, 5つの帯域(θ; 4-8Hz, α; 8-14Hz, β; 14-30Hz, low-γ; 30-40Hz, high-γ; 60-80Hz)におけるPLVを求めた.まず,それぞれの和音もしくは純音を提示している時のPLVの値から,提示前の無音時間中のPLVを減算して, ΔPLVを求めた.さらに,和音のΔPLVから,和音の中構成音のΔPLVを減算した値として, DPLVを求め,これを協和音と不協和音で比較した.その結果, α, high-γ帯域で,長三和音のΔPLVが短三和音よりも大きかった.報告者はこれまでに,聴皮質のα, high-γ帯域の位相同期度が,音の情動価も表現していることを明らかにしており,今回得られた結果は,和音の調性といった,音の情動的な質感が,聴皮質内の位相同期度に表現されている可能性を示す.申請時に提出した本年度の研究実施計画を,当初の予定通り遂行して,音の情動的な質感を表現する神経活動の特徴量を解明した.具体的には, 3つの純音から構成される和音に対する,ラット聴皮質の定常的な神経活動を,高密度微小電極アレイを用いて計測し,和音の調性を表現している特徴量を特定した.申請者は,これらの研究成果を,国内3件,国外1件の学会にて発表した.このように,報告者は,実験実施計画に従って,当初の予定通りの研究成果を上げた.(抄録なし)本研究の目的は,音の質感が持つ情動的な価値を,神経活動から考察することである.本年度の目標は,音刺激によって誘発された情動情報を表現している神経活動の特徴量を特定することであった.具体的には,まず,申請者の研究グループで確立されている動物行動実験系を用いて,ラットに特定の周波数の音を曝露,または,音と恐怖,または喜びの情動を連合学習させた.次に,高密度微小電極アレイを用いて,曝露または学習済みラットの聴皮質から,神経活動を多点同時計測して,ミスマッチネガティビティ(Mismatch Negativity;MMN)と,局所電場電位(local field potential;LFP)の位相同期(phase locking value;PLV)を調べた.その結果,まず,ラット聴皮質の剛Nの振幅について,恐怖学習群と報酬学習群の間には差がみられなかった.このことから,MMNは音の情動の違い,すなわち情動価は表現していないと考えられる.一方,学習群のMMNの振幅は,曝露群に比べて,有意に大きかったことから,MMNは,音と結びついた情動の顕著度のみを表現している可能性がある.次に,局所電場電位の位相同期を調べた.無音下,もしくは条件付けに用いた純音提示中にLFPを計測した後,バンドパスフィルタとヒルベルト変換を施し,全ての計測点間について,位相同期度(PLV)を計算した.さらに,音提示中のPLvから,無音下のPLvを引いた値(ΔPLv)を,各群で比較した.その結果,α帯域(8-14Hz)と,High-γ帯域(60-80Hz)では,恐怖学習群のΔPLVが,報酬学習群よりも有意に大きかった.この結果から,音と連合した恐怖の情動価は,聴皮質の定常状態の頑強性に表現されていると考えられる.さらに,全ての計測点間のPLVを入力として,刺激状態(無音下,16kHzの純音提示,40kHzの純音提示)のデコーディングを試みた.識別器として,Sparse Logistic Regression(SLR)を用いた.その結果,θ帯域(4-8Hz)において,デコーディングの正答率が,未学習群よりも報酬学習群で高くなったことから,音と連合した喜びの情動価も,聴皮質の位相同期に表現されている可能性がある.本研究の目的は,音の質感が持つ情動的な価値を,神経活動から考察することである.本年度の目標は,音の質感を表現している神経活動の特徴量を特定することであった.音の質感として,2つの純音を組み合わせた2音和音の協和度を対象とした.実験で用いる和音の低構成音は12kHzに固定し,13.5-24kHzの純音を高構成音とした.先行研究を参考にして,用意した

2音和音の協和度を計算し,それらを適当な閾値で2つに分けることで,4つの協和音と,3つの不協和音に分けた.高密度微小電極アレイを用いて,ラットの聴皮質から,これらの和音や,和音を構成する純音を30秒間連続して提示しているときの局所電場電位(local field potential ; LFP)を計測して,LFPの位相同期(phase locking value ; PLV)を調べた.本研究で用いた協和音,不協和音の区別は,楽典に記載されているものと同一であった.本研究では,5つの帯域(θ;4-8Hz,α;8-14Hz,β;14-30Hz,low-γ;30-40Hz,high-γ;60-80Hz)におけるPLVを求めた.まず,それぞれの和音もしくは純音を提示している時のPLVの値から,提示前の無音時間中のPLVを減算して,ΔPLVを求めた.さらに,和音のΔPLVから,和音の高構成音のΔPLVを減算した値として,DPLVを求め,これを協和音と不協和音で比較した.その結果,協和音のDPLVは,全ての帯域において,ゼロよりも大きかった.一方で,不協和音のDPLVは,θ帯域ではゼロより大きかったが,low-γ帯域ではゼロより小さかった.さらに,α以上の帯域に置いて,協和音のDPLVは,不協和音よりも有意に大きかった.これらの結果は,協和音は純音に比べて有意に聴皮質内の位相同期を上昇させるが,不協和音ではそのような変化が起きていないことを意味する.よって,和音の協和度といった音の質感は,聴皮質の神経活動の位相同期度に表現されていると考えられる.本研究の目的は,音の質感が持つ情動的な価値を,神経活動から考察することである.本年度の目標は,音の情動的な質感を表現している神経活動の特徴量を特定することであった.音の情動的な質感として, 3つの純音を組み合わせた3音和音の調性を対象とした.実験で用いる和音の低構成音は6kHz,高構成音は9または10kHzに固定し, 6,75-8kHzの純音を中構成音とした.先行研究を参考にして, 2つの長三和音(長調), 2つの短三和音(短調)と, 3つの無調性和音に分けた.高密度微小電極アレイを用いて,ラットの聴皮質から,これらの和音や,和音を構成する純音を30秒間連続して提示しているときの局所電場電位(local field potential ; LFP)を計測して, LFPの位相同期(phase locking value ; PLV)を調べた.本研究で用いた長三和音,短三和音の区別は,楽典に記載されているものと同一であった.本研究では, 5つの帯域(θ; 4-8Hz, α; 8-14Hz, β; 14-30Hz, low-γ; 30-40Hz, high-γ; 60-80Hz)におけるPLVを求めた.まず,それぞれの和音もしくは純音を提示している時のPLVの値から,提示前の無音時間中のPLVを減算して, ΔPLVを求めた.さらに,和音のΔPLVから,和音の中構成音のΔPLVを減算した値として, DPLVを求め,これを協和音と不協和音で比較した.その結果, α, high-γ帯域で,長三和音のΔPLVが短三和音よりも大きかった.報告者はこれまでに,聴皮質のα, high-γ帯域の位相同期度が,音の情動価も表現していることを明らかにしており,今回得られた結果は,和音の調性といった,音の情動的な質感が,聴皮質内の位相同期度に表現されている可能性を示す.申請時に提出した本年度の研究実施計画の一段階目を,当初の予定通り遂行した.具体的には,学習ラットから多点同時計測した神経活動を解析し,音と連合した恐怖の情動を表現している神経活動の特徴量を解明した.さらに,音と連合した喜びの情動を表現している神経活動の特徴量についても,解明を示唆する研究成果が得られている.
戦前・戦後における地方博覧会と地域社会

本研究の目的は、戦前・戦後の地方博覧会がその開催地である地方都市にとっていかなる意味があったのかを明らかにすることである。研究対象は1936年開催富山市主催日満産業大博覧会(以下、「日満博」)及び1954年開催富山県・富山市主催、魚津市参加富山産業大博覧会である。本研究ではまず当該博覧会に関連する史料の収集及び整理・分析を行った。史料は大きく分けて1対象博覧会に関連して作成された刊行物、2地元団体に関する史料、3県会・市会の議事録等の公文書、4地元新聞記事、5同時期に他都市で開催された博覧会記録である(25は主に日満博関係)。調査の結果、次の点が明らかになった。日満博については、まず博覧会が開催地の宣伝になることと同時に、都市開発の起爆剤になることも期待されていたことが挙げられる。次に博覧会の内容について、全国各地で地方博覧会が数多く開催されていた1930年代には、さらなる娯楽性、地方色が求められており、いかにして観覧者を誘致するか議論されていた。このことから、30年代の地方博覧会のありようを見ることは、当該期地方都市の大衆文化の展開を論じる際に有効な方法であると考えられる。また、満洲館、朝鮮館、台湾館といった植民地の特設館について、各地の博覧会でも類似の展示がなされており、画一的な植民地イメージを普及するものであったことが明らかになった。ほかにも日満博の観覧者層の分析などを行った。戦前・戦後の博覧会の比較ということでは、戦前・戦後ともに「電源県」「工業県」という富山像を呈示したこと、戦前は「満洲国」を、戦後はアメリカの科学技術(「原子力の平和利用」など)・生活文化をテーマの一つにしており、時流・国策にあわせた展示が行われていたことなどが分かった。博覧会の公式記録を見る限り、こうしたテーマ設定は主催者側の意思に基づくものとなっているが、これについては今後引き続き検討したい。
シップ-イン-ボトル合成による不均一系反応場の分子設計と反応制御

選択性の高い金属触媒を分子設計するためには、よりよく規定された金属活性中心を固体表面に精密合成するとともに、反応場である金属配位圏の周辺構造、反応空間を規制することが重要である。金属クラスター化合物は一定の組成を持つ金属原子集団の分子であるので固体表面に担持したときによりよく規定された活性中心を与える前駆体として有望である。本研究はゼオライトや粘土鉱物などの無機細孔内をミクロな試験管とみなして細孔内の特有な反応環境を利用して好ましい有機金属錯体を合成するShip-in-Bottle法を開拓し細孔内に高度な分子認識性をもつ反応場を分子原子レベルで精密設計することを目的して進められた。具体的には分子形状選択性を有するゼオライト細孔内に各種の金属カルボニルクラスターを内部合成し、それを触媒前駆体に用いて高度に構造規定された分子性金属クラスター及び酸化物クラスターを精密合成を行った。これにより、CO水素反応、NO+CO反応、オレフィンメタセシス反応、メタンの活性化などの触媒反応に対する高選択的な固体触媒の構造解析や触媒反応の構造制御に関する知見を集積することができた。本研究実験期間中にゼオライト細孔内の疑似的な“Solid-Solvent"の鋳型反応場を利用して、Rh_6(CO)_<16>,Ir_6(CO)_<16>,[Pt_3(CO)_6]^<2->_n(n=3,4)などの新しい金属カルボニルクラスターの“シップインボトル合成"に成功し、その細孔内での存在状態、金属骨格構造に関してEXAFS,FT-IRなどの分光的手段を用いて詳細な情報を得ることができた。[Pt_3(CO)_6]^<2->_n/NAYはNO+CO反応や水性ガスシフト反応に活性であり、さらに、光照射により、水性ガスシフト反応は顕著な増大が認められ、細孔内の金属クラスターに対する新規な光増加効果をみいだした。これらの反応はPt_3(CO)_6ユニットの解離再結合を伴うダイナミックなRedox機構で進行していることを明らかにした。さらに、グラファイトに担持した金属クラスターの構造をSTMを用いて観察した。これらの研究は、細孔内の金属カルボニルクラスターの合成と構造制御に関する興味ある知見が得られたばかりでなく、ミクロポアー内の金属クラスターの精密設計への基盤的指針を提供すると共に、不均一系触媒への反応制御のための分子的アプローチのための開拓的成果が得られた。これまでShipーinーbottle合成法により、ゼオライト細孔内へのFeーフタロシアニン誘導体やRh_6(CO)_<16>、Ir_6(CO)_<16>、カルボニルクラスタ-の内部合成に成功している。それによるCO水素化反応、ブタン水素化分解反応に対し高度な触媒特性を見いだした。これらの基盤的知見に立ちゼオライトや粘土鉱物結晶がもつナノメタ-サイズの細孔をミクロ反応場としてさらに高度に構造規制すべくゲスト錯体分子を化学修飾することにより、反応分子に対する分子認識度を高め、鋳型反応場の分子設計を進めて高効率な反応制御の研究開発を行った。

本年度は研究実験計画に従い、まず、ゼオライト細孔内のPt^<2+>、Rh^<3+>、Au^+、Fe^<3+>を利用して還元的カルボニル化反応によりカルボニルクラスタ-の細孔内合成を試みた。Pt^<2+>/NaY及びPt(NH_3)^<2+>_4/NaYとCOとの反応で高収率で[Pt_<12>(CO)_<24>^<2->]及び[Pt_9(CO)_<18>^<2->]を各々合成することに成功した。細孔内Pt_<12>及びPt_9カルボニルクラスタ-の構造解析は高エネルギ-物理学研究所放射光を利用したEXAFS解析、本年度購入の加熱真空型IR拡散反応装置を用いたFTIR、UVーvis分光測定で行い三角プリズム型クラスタ-の形成を確認した。細孔内Pt_<12>及びPt_9カルボニルクラスタ-は、WaterーGas Shift反応(CO+H_2O→CO_2+H_2)及び逆WGS反応(CO_2+H_2→CO+H_2O)に対して従来触媒と比べて100300倍の著しく高い触媒活性を示した。また興味深いことにゼオライト細孔内Ptカルボニルクラスタ-は光照射下300KでWGS反応を暗反応に比べて顕著な加速効果を見いだした。クラスタ-錯体による光触媒作用として初めての知見である。細孔内クラスタ-の光励起過程について532mmYagレ-ザ-照射によるカルボニルクラスタ-の光反応の考察を溶液中及び細孔内のPt及びPtRh混合クラスタ-について行い細孔内での光金属骨格変換励起があり得ることを見いだした。ゼオライトや粘土質鉱物などの無機細孔内をミクロな試験管とみなして細孔内の特有な反応環境を利用して好ましい有機金属錯体の合成反応を進める(ship-in-bottle合成と呼ぶ)ことにより、細孔内に新しい自己増殖機能を有する反応場の分子設計を試みる。これにより鋳型合成反応場の分子設計のための基盤的知見を蓄積し優れた分子制御機能を有する固体物質相を創製することが本研究目的である。本年度は前年度の研究成果をもとにゼオライト細孔内の疑似的な“Solid-Solvent"の鋳型反応場を利用して、Rh_<6-x>Ir_x(CO)_<16>,CO_4(CO)_<12>,や[Pt_3(CO)_6]_n^<2->(n=3,4)などの新しい金属カルボニルクラスターの“シップインボトル合成"に成功し、その細孔内での存在状況金属クラスター骨格構造に関してEXAFS,FT-IRなどの分光的手段を用いて詳細な情報を得ることができた。[Pt_3(CO)_6]_n^<2->/NaYはNO+CO反応、水性ガスシフト反応に高活性を示した。さらに、光照射によりゼオライト細孔内のPt_<12>カルボニルクラスター錯体に波長選択フィルターを通したキセノンランプの照射をした場合水性ガスシフト反応の活性が30倍強の増大が認められた。これらNO+CO反応や水性ガスシフト反応(CO+H_2O→H_2+CO_2)はゼオライト細孔内でのPt_3(CO)_6ユニットの解離再結合を伴うクラスター骨格のダイナミックなRedox機構で触媒的に進行していることを明らかにした。さらに、グラファイトに担持した白金カルボニルクラスターのCO,NO反応ガス雰囲気下での走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いてその場観察を行った。
化学修飾カーボンナノドットによる生体関連物質・イオンの蛍光センシング

カーボンナノドットそのものの反応性に着目した、亜硝酸イオンの発光検出系を構築した。亜硝酸イオンとの反応により、芳香族ジアミンのテトラゾニウムイオン化とそれに続く分解によるビスアリールラジカルの発生を利用し、CND複合体形成により発光強度が減少することが分かった。この反応は亜硝酸イオンに特異的であるため、50倍の妨害イオン共存下での亜硝酸イオンの検出が可能であった。CNDsの発光強度に対する、原料の元素組成の効果についても検討した。窒素や硫黄を含む原料から合成したCNDsは、発光量子収率が増大する傾向がみられ、グルタチオンから合成したCNDの量子収率は0.46と見積もられた。有機化合物を原料とした電気炉による加熱分解法によりカーボンナノドット(CND)を合成した。CNDの発光特性に対するヘテロ原子の効果を明らかにするため、炭素-水素-酸素(CHO)のみを含むグルコースとデンプン、ヘテロ原子として窒素(CHNO)を含むグリシンとキトサン、窒素と硫黄を(CHNSO)含むシステインとグルタチオンの計6種類の有機物を原料とした。合成時の加熱温度と加熱時間と得られたCNDの収量から、加熱温度は250°C、加熱時間は2時間が最適であることがわかった。遠心ろ過フィルターによる多段階精製から求めたCNDの合成収量は原料によって異なり、検討した条件で最も高い合成収率はグルタチオンを原料としたときの約0.02%であった。得られたCNDは300350nmの励起光を照射することで、380430nmに発光極大を示すことが吸収および発光スペクトル測定から明らかとなった。CNDの発光量子収率はヘテロ原子を含有することで増加する傾向が見られ、6種のCNDのうちでグルタチオンを原料としたCNDで発光量子収率が25%(励起波長330nm、発光極大373nm)となり、既存の貴金属や半導体ナノドットに匹敵する発光強度を示すことが分かった。得られたCNDは広いpH範囲(pH410)や高塩濃度(0.015M)溶液中でもでほぼ一定の発光強度を示すこと確認された。金属イオン(銅(II)、鉛(II)、カドミウム(II))共存による発光強度への影響について検討したところ、グルタチオンやシステインから合成したCNDは全ての金属に対してほぼ発光強度が変化しなかったのに対して、グルコースとデンプンから合成したCNDでは金属イオン共存による発光強度の低下が観測され、銅(II)によって最大で90%も発光強度が低下することが分かった。前年度に引き続き、グルタチオンを原料として合成したカーボンナノドット(以下、GSHーCND)の発光挙動について検討を進めた。電気炉による加熱分解反応の条件は、原料1g、加熱温度250°C、加熱時間2時間が最適であることが分かった。限外ろ過フィルターによって精製したGSHーCNDは、紫外可視吸収スペクトルにおいて、326nmに酸素を含んだ表面官能基に由来するnーπ*遷移の吸収極大を示し、吸収極大波長における吸光度は100mg/L程度まで直線性を示すことが分かった。励起波長を吸収極大波長とした発光スペクトルでは、373nmの発光極大における発光強度は20mg/L程度までGSHーCNDの濃度に対して直線的に増加することが確認された。酸化還元剤の添加によるGSHーCNDの発光挙動変化について詳細に検討した。代表的な4種の酸化剤(KMnO4、K2CrO7、KClO3、NaClO)と、3種の還元剤(H2O2、NaBH4、Na2S2O3)とGSHーCNDを混合し、発光強度変化を計測したところ、KMnO4とNaClOで発光強度減少が確認された。CNDの発光機構は、表面官能基による励起子のトラップによる緩和過程が有力である。KMnO4やNaClOによって表面官能基が酸化されることで、励起子がトラップされる確率が低下したために、発光強度が減少したものと考えられる。また、酸化剤によって発光強度が減少したGSHーCNDに対して、還元剤を追加しても発光強度の回復が見られなかったことから、KMnO4やNaClOによるGSHーCNDの酸化は不可逆的であることが分かった。一方で、K2CrO7でも発光強度の減少が見られたが、内部フィルター効果によるものであり、GSHーCNDそのものは酸化されていないことが確認された。以上により、CNDの発光過程には表面官能基の酸化状態が密接に関連していることが示された。分析化学当初予定していたマイクロ波合成法ではなく、電気炉による加熱分解法にを採用することで合成収率を向上させることに成功した。

また、遠心ろ過フィルターによる多段階精製を採用することでCNDの単離を実現するだけでなく、合成収率を秤量値から正確に求めることが可能となった。多くの報告例では合成したCNDの収量や濃度が不明とされているのに対して、本研究で確立した合成および精製方法では、純度が高く濃度が正確なCND試料を調製することが可能となったと言える。スペクトル測定からグルタチオンを原料としたCNDは25%の発光量子収率を示し、pHや塩濃度、共存金属イオンによっても発光強度が影響をうけない発光プローブとして利用可能であることが分かった。また、グルコースとデンプンから合成したCNDは銅(II)に対して消光応答を示すイオンセンサーとして機能することが分かった。CNDの化学修飾について吸収スペクトル変化に基づいた反応追跡をした。塩酸酸性CND試料水溶液中で種々のアニリン誘導体と亜硝酸ナトリウムを混合しアリールジアゾニウムイオンへと反応させた。反応溶液を塩基性(約pH10)にすることで、アリールジアゾニウムイオンからアリールラジカルが発生することがスペクトル形状変化から確認された。アリールラジカルとCNDの反応について検討したところ、アニリンではCNDの発光スペクトルに変化は見られなかったが、フェニレンジアミンではCNDの発光スペクトル強度が減少したことから、ビスアリールラジカルが複数のCNDを架橋することで、CND複合体を形成していることが示唆された。合成したCNDの基礎特性評価を進めるとともに、化学修飾CNDの生体関連物質やイオンの発光センサーとしての利用を中心に研究を実施する。基礎特性評価としては種々の有機化合物から合成したCNDを電子顕微鏡観察することで、それぞれのCNDの平均粒径を算出する。赤外分光法によってCND表面に形成した官能基を同定し、原料の元素組成と合成条件による得られたCNDの表面状態への影響を明らかとする。CNDの平均粒径から表面官能基の密度を推定することでCNDの標的物質への配位性能および定量性について考察する。CNDの平均粒径および表面状態と発光特性との相関について調べる。アリールラジカル反応によるCNDの化学修飾法の確立を目的とし、CNDの物質量を揃えた試料に対して異なる物質量比のアニリン誘導体との反応効率を吸収スペクトル測定を中心とした評価を進める。配位性官能基であるクラウンエーテルやエチレンジアミン四酢酸のアニリン誘導体を化学修飾することで、CNDの金属イオンに対する配位能を向上させる。遷移金属を中心とした金属イオン添加によるスペクトル変化を精査することで、化学修飾CNDの発光型センサーとしての利用を進める。
強結合プラズマ物性とダイナミックス

1987年度は、11月30日(月)-12月2日(水)にわたり、箱根町強羅文部省共済宿泊所書静雲荘にて、研究会を開催した。1988年度は、11月14日(月)-16日(水)にわたり、東京大学山上会館にて、研究会を開催した1989年度は、本研究組織を含む国際的な研究集会として、第24回山田コンファレンス「強結合プラズマ物理」を、8月29日(火)-9月2日(土)にわたり、山中湖畔ホテルマウント富士にて開催した。本科学研究費補助金交付期間に進められた個別分担研究の主題およびこれらの内容は、添付する研究成果報告書に詳しく記載するが、主要項目を例示すると下記の通りである。:(1)強結合プラズマの総合研究[一丸](2)n=O系の高温展開の漸近形[阿部](3)準二次元電子系の電子相関効果[安藤](4)宇宙における強結合プラズマの研究[伊藤](5)相関の強い電子系と数値計算[今田](6)超イオン導電体における拡散の動力学[上田](7)臨海点近傍の流体水銀の物性[遠藤](8)固体ネオンに束縛された二次元電子系[梶田](9)相転移に伴うパタ-ンの統計物理学[川崎](10)強い短距離相関を持つ量子系に体する動力学的理論[倉本](11)液体および固体における非線型励起と素励起[武野](12)金属流体中のシミュレ-ション[田中](13)高密度プラズマとしての高濃度電解質溶液の輸送現象[百々](14)多孔質媒質に吸着したヘリウム4の超流動[長岡](15)2成分高密度プラズマの粒子シミュレ-ション[西原](16)強結合プラズマと超新星[野本](17)液体金属表面および半導体表面の構造と物性[長谷川](18)二元合金ガラスの分子動力学シミュレ-ション[樋渡](19)部分電離重イオンの1電子状態[古谷](20)高密度固体水素の理論的研究[宮城](21)電子液体における強い相関の様相[安原](22)KおよびHgマイクロクラスタ-の構造と電子状態[米沢](23)液体金属の構造と物性の理論とシミュレ-ション[渡部](24)ソリトンの物性とダイナミックス[和田]1987年度は、11月30日(月)-12月2日(水)にわたり、箱根町強羅文部省共済宿泊所書静雲荘にて、研究会を開催した。:(1)強結合プラズマの総合研究[一丸](2)n=O系の高温展開の漸近形[阿部](3)準二次元電子系の電子相関効果[安藤](4)宇宙における強結合プラズマの研究[伊藤](5)相関の強い電子系と数値計算[今田](6)超イオン導電体における拡散の動力学[上田](7)臨海点近傍の流体水銀の物性[遠藤](8)固体ネオンに束縛された二次元電子系[梶田](9)相転移に伴うパタ-ンの統計物理学[川崎](10)強い短距離相関を持つ量子系に体する動力学的理論[倉本](11)液体および固体における非線型励起と素励起[武野](12)金属流体中のシミュレ-ション[田中](13)高密度プラズマとしての高濃度電解質溶液の輸送現象[百々](14)多孔質媒質に吸着したヘリウム4の超流動[長岡](15)2成分高密度プラズマの粒子シミュレ-ション[西原](16)強結合プラズマと超新星[野本](17)液体金属表面および半導体表面の構造と物性[長谷川](18)二元合金ガラスの分子動力学シミュレ-ション[樋渡](19)部分電離重イオンの1電子状態[古谷](20)高密度固体水素の理論的研究[宮城](21)電子液体における強い相関の様相[安原](22)KおよびHgマイクロクラスタ-の構造と電子状態[米沢](23)液体金属の構造と物性の理論とシミュレ-ション[渡部](24)ソリトンの物性とダイナミックス[和田]1,昭和62年11月30日(月)から12月2日(水)迄,箱根町強羅にて研究会を開催した.研究分担者や研究協力者など42名が集まり,強結合プラズマ物理に関する最新の研究成果を発表し活発な討論を行なった.研究会のプログラムと講演予稿を添付する.2,研究活動は着実に進展中で,新たに得られた知見は多くあるが,そのいくつかを以下に列記する.(1)モンテカルロ・シミュレーション法によるクーロンガラスの実現と解析[一丸],

(2)2次元および3次元電子液体中でのスピンに依存した電子間実効相互作用の微視的解析[一丸],(3)天体物理における多成分高密度物質の相転移・分離現象の解析[一丸],(4)高密度星内部におけるニュートリノ制動輻射の計算[伊藤](5)強い電子間相互作用による超伝導の可能性の検討[今田],(6)超臨界領域における水銀高密度ガス中のクラスターの光吸収係数測定[遠藤],(7)重い電子系,高温超伝導物質およびグラファイトとその層間化合物の特性における重子間の相互作用の効果[倉本],(8)酸化物高温超伝導体の特性に関する強結合フェルミ粒子系の動的相関効果[武野](9)クーロン力古典粒子系に対する分子動力学法シミュレーションによる研究[田中],(10)強結合イオン混合系に関する積分方程式法による解析[東辻],(11)高濃度電解質溶液の電気伝導度[百々], (12)2次元格子上でのハバードモデルの解析[長岡],(13)超新星SN1987Aのプラズマ過程[野本],(14)液体金属表面物性の微視的理論[長谷川],(15)一成分,二成分ソフトコアモデルのガラス転移に関する分子動力学法による研究[樋渡],(16)局所密度汎関数構造展開法による立方結晶金属水素の基底状態エネルギーの計算[宮城],(17)ポリアセチレン中のソリトンの拡散運動[和田].1.昭和63年11月14日(月)から16日(水)迄、東京大学山上会館において研究会を開催した。研究分担者や研究協力者など52名が集まり、強結合プラズマ物性とダイナミックスに関する最新の研究成果を発表し活発な討論を行なった。研究会のプログラムを添付する。2.昭和62年度に引き続き研究活動は着実に進展中で、新たに得られた知見は多くあるが、そのいくつかを以下に列記する:(1)モンテカルロ・シミュレーション法によるクーロンガラスの層構造の観察[一丸]、(2)過冷却一成分プラズマの固化転移における微視的ボンド方向性秩序の発展の解析[一丸]、(3)単純金属中の価電子に対する一粒子グリーン関数の研究[一丸]、(4)液体金属の臨界点近傍の物性の研究[阿部]、(5)超イオン伝導体CaF_2の分子動力学シミュレーションによる研究[上田]、(6)弾性的相互作用下の膨潤-収縮相転移の解析的方法及び計算機実験による研究[川崎]、(7)重い電子系における中性子散乱スペクトルと磁性のアンダーソン模型による解析[倉本]、(8)実空間フェルミオン対によるジョセフソン効果と高温超伝導の関連性の検討[武野]、(9)一成分プラズマの急速冷却過程の分子動力学シミュレーションによる研究[田中]、(10)高濃度アルコール溶液におけるイオンの輸送係数の研究[百々]、(11)多孔質物体に吸収したヘリウム膜の超流動転移とメゾスコピック系の伝導現象の研究[長岡]、(12)液体の表面構造と高速電子線の反射率の関係の検討[長谷川]、(13)密度汎関数法による孤立イオン内のポテンシャルと電子密度分布の解析[古谷]、(14)平面波バンド計算法による金属水素の基底エネルギーの計算[宮城]、(15)電子液体のスピンに存在する相関の長短距離内挿による解析[安原]、(16)分子動力学法によるガラスの微視的な構造解析[米沢]、(17)ポリアセチレン中の電子相関効果の研究[和田]。1989年8月29日-9月2日にわたり、第24回山田コンファレンス「強結合プラズマ物理」が山中湖畔で開かれた。
量子臨界点近傍のセリウム及びイッテルビウム新化合物の探索的研究

Ce_4Ni_3Pb_4は重い電子状態と弱い強磁性(0.002μ_B/Ce)の共存する希な系であることを先に報告した。その結晶構造は三方晶で空間反転対称性が欠如し,Ceが結晶学的に異なる2つのサイトを占める。今回単結晶化に初めて成功し,異方性やCeの2サイト効果を期待し低温物性を測定した。磁場をc面内に印加した場合のみ磁気転移温度(T_N=3K)以下で弱い強磁性成分が現れ左。中性子回折実験によって,T_N以下で反強磁性秩序による磁気反射を観測した。また英国の研究者との非弾性中性子散乱実験では5.2と24meV,19と40meVで4本の結晶場ピークを観測した。後者2本のピーク幅が前者の3倍であることから2サイトあるCeの近藤温度がサイトによって異なることを見出した。これは2サイトあるCeのうち一方のCeが比較的良く局在した磁気モーメントをもっており,他方サイトのCeは重い電子状態にあることを示唆する。この伝導電子と4f電子状態との混成強度の違う2サイトの存在によって,2.5Tという比較的小さな磁場で磁気転移が消失する局在系の振る舞いと,近藤効果が強いサイトでの重い電子状態とが共存していると考えられる。これらの結果をまとめて投稿した論文では,Ce_4Ni_3Pb_4が示す異方的な弱い強磁性の発現は,スピン軌道結合の強い4f電子系におけるジャロシンスキー型反対称交換相互作用の有無を初めて問題提起し,弱い強磁性の起源として2サイトの副格子間での磁気異方性の競合を提案した。1.多段メタ磁性体CeIr_3Si_2については多結晶での物性報告しかなく,0.2μ_Bの強磁性成分を伴う多段メタ磁性の機構や異方性についての情報を得るには単結晶を用いた磁性と伝導の測定が不可欠であった。そこで,初めて育成に成功した単結晶試料を用いて磁気測定を行い,非常に強い容易面磁気異方性を見出した。また,磁化率のデータを結晶場モデルを用いて解析し,4f電子の結晶場基底状態の波動関数を決定することで,この強い磁気異方性を説明した。結晶場分裂幅がCe化合物で最大級の1600Kもあり,CeIr_3Si_2は巨大結晶場分裂とスピン軌道分裂が拮抗する稀な系であることがわかった。この成果を,国際学術誌に論文発表するとともに強相関電子系国際会議SCES'07(米国ヒューストン)で発表した。2.重い電子状態と弱い強磁性の共存する希な系であるCe_4Ni_3Pb_4の単結晶化に初めて成功した。0.002μ_B/Ceという弱い強磁性の発現機構を明らかにするために単結晶を用いた物性測定を行い,磁場を三方晶のc面内に印加した場合のみ磁気転移温渡(T_N=3K)以下で弱い強磁性成分が現れるという異方性を見出した。中性子回折実験を行い,T_N以下でc軸方向に格子の2倍周期の反強磁性秩序を確認した。Ce_4Ni_3Pb_4が示す異方的な弱い強磁性は,LS結合の強い4f電子系におけるジャロシンスキータイプ反対称交換相互作用の有無を初めて問題提起した。空間反転対称性が欠如した系での超伝導発現はホットな話題であるので,Ce_4Ni_3Pb_4でも磁気臨界点近傍での超伝導発現を期待し,2.7GPaまでの圧力下電気抵抗測定を行った。加圧によりT_Nは1.2Kまで減少したが磁気臨界点到達には5GPa程度必要と予想される。