hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
eテスティングにおける複数等質適応型テストの自動生成システムの開発

本研究では,テストを実施している業者のアイテム・バンクを用いて既存の手法と比較しながら有効性を検証した。その結果,( 1 )テストの長さや測定精度のばらつきを減少させることができき,テスト間の等質性を保てた,( 2 )受検者ごとに異なる項目集合をアイテムバンクとして用いるため,受検者ごとに異なる項目群を出題できる,特に,2017年時点で最大数の複数等質テストを構成できる手法を用いて大規模な数の等質テストを構成することで,この優位性がより顕著になることが示された,( 3 )提案手法では出題される項目の多様性が向上するため,既存の手法に比べてアイテムバンク内のより多くの項目を出題でき,露出数の偏りも軽減できた。これらの研究の成果は,国内で学会発表し,さらに,学術論文誌に掲載予定である。適応型テストとは,測定精度を減少させずに受検時間や項目数を軽減させるため,受検者の能力に応じて測定精度が最も高い項目を出題するコンピュータ・テスティングの出題形式である。しかし,従来の適応型テストでは,能力が同等な受検者には全く同じ項目群が出題される可能性がある。本研究では,能力が同等な受検者であっても異なる項目を同一の測定精度を保ちつつ適応的に出題できる等質適応型テストを提案する。具体的には,1)異なる項目で構成されるが測定精度が等質になるような等質テストを多数構成する。2)受検者ごとに異なる等質テストを一つ割り当て,そのテスト内の項目集合をアイテムバンクとみなして適応型テストを実施する。Web上でテストを実施している業者のアイテム・バンクを用いて,シミュレーション実験と同様に本手法の限界や有効性を検証する.現在,一社のアイテム・バンクは既に入手済みである.実データを用いた本手法の有効性を証明するため,分析を進め,国内や国外の学会で発表を予定している。教育工学申請者の大学間移動によって大型計算機サーバの購入が次年度になった。予定していた国際会議への投稿が次年度になった。次年度、実験用の大型計算機サーバを購入予定である。国際会議での発表のため旅費として使用する。
エキソメチレン型交差共役高分子を前駆体とする多彩なπ系高分子の合成と物性評価

まず、アレン骨格を有する交差共役系高分子の合成について検討を行った。低分子のアレン誘導体は置換基の種類等によって安定性が大きく変わる。また、アレン骨格自体はパラジウム触媒に対して活性であるため、パラジウム触媒重合によってプロパルギル炭酸エステルから目的とするアレン含有高分子が合成できるのかどうか不透明な部分があった。モデル反応を実施した結果、プロパルギル位に置換基をもたないプロパルギルビスカーボナートを基質として用いると、目的物のアレン体以外に異性体であるプロパルギル体が30%程度副生することがわかった。そこで、プロパルギル位にメチル基を導入したところ、アレンのみが生成することわかった。この結果を基にモデル反応と同じ条件で重合を行ったところ、ある重合時間以上になると系中で不溶分が析出した。重合後期でアレン骨格がパラジウム触媒と反応し架橋したと想定し、重合時間を大幅に短縮したところ、目的の高分子の生成を確認することができた。しかし、貧溶媒を利用した再沈殿により単離を試みたところ、固体状の生成物を得たが、一旦固体状態になると不溶化し、いかなる溶媒にも溶けなくなることがわかった。そこで、単離操作を経ないで高分子反応へ適用することにした。重合後に触媒等を除く操作をした後、アレン骨格に対してヨードベンゼンとのパラジウム触媒反応を行ったところ、1,3-ジエン骨格への変換することができた。上述したモデル反応を用いた条件検討の過程で興味深い現象を見出した。プロパルギル炭酸エステルと芳香族ボロン酸とのパラジウム触媒反応は、通常アレン体が優先して生成する。しかし、条件を工夫することによって、ほぼプロパルギル体のみが生成することがわかった。反応条件を変えるだけでアレン生成物とプロパルギル生成物を選択的に合成できることが明らかとなった。30年度の実施計画では、1,3-ブタジエン([2]デンドラレン)骨格への1,4-付加反応を適用した共役系高分子への変換が含まれていた。しかし、研究実績の概要で述べたように、アレン生成物とプロパルギル生成物を選択的合成の可能性が判明したため、合成的に重要と思われるこちらの検討を優先した。上述したように、アレン骨格をもつ交差共役系高分子の合成に成功し、さらにその高分子反応による1,3-ブタジエン骨格への変換も達成できた。パラジウム触媒存在下でアレン骨格をもつ高分子の合成は、当初からある程度の困難を予想していたが、やや想定を超えていた。そのため、生成した高分子の単離操作や高分子反応への展開に時間を要してしまった。しかし、目的高分子の構造を確認することができ、さらにアレン骨格を保持したまま次の高分子反応へ適用することができた。従って、当初の研究目的は概ね達成されたと判断している。31年度は、30年度に十分に実施できなかったエキソメチレン型のアレン骨格を有する交差共役型高分子の合成とその高分子反応、並びに物性について検討する。プロパルギルビスカーボナートと芳香族ジボロン酸との重合によってアレン含有交差共役系高分子を得ることには成功した。しかし、用いた両モノマーの芳香族部位はフェニレンとフルオレンのみであった。芳香族部位を変えることによって重合性や生成する高分子の安定性が影響を受けることは十分に考えられる。アレン含有交差共役系高分子は本質的に単離できないのか、芳香族部位を変えたり置換基を導入することによって単離できるのか、などの点を含めて詳細に検討する予定である。パラジウム触媒に対して活性であるアレンを含む交差共役系高分子の生成条件や安定性並びに反応性についての系統的な情報が得られればと考えている。さらに、アレン部位に対する他の反応の適用可能性についても検討する。有機合成の分野では、アレンは多様な反応に適用できることがわかっている。そこで、架橋等の副反応を併発せずに進行する高分子反応を明らかにする予定である。意外ではあったが、プロパルギルカーボナートと芳香族ボロン酸との反応で反応条件を変えるだけでアレン体とプロパルギル体を選択的に合成できることが予備的な実験で明らかとなった。この知見は有機合成的に重要であると考えられる。アレン類とプロパルギル類はともにビルディングブロックとして有用である。プロパルギルカーボナートと芳香族ボロン酸の組み合わせで多彩なアレン類とプロパルギル類の合成への道が開ける可能性がある。予定外ではあるが重要な課題であるので、この点についても詳細に検討する予定である。エキソメチレンとしてアレン骨格や1,3-ブタジエン骨格をもつ交差共役型高分子の反応性や物性に関する研究を行なっている。29年度は、1,3-ブタジエン(デンドラレン)骨格をもつ交差共役高分子の物性検討の一環として高分子ではなく低分子のジアリール[2]デンドラレン類の光物性を中心に検討を実施した。本検討を開始する端緒は、固体のジフェニル[2]デンドラレンにUV光を照射したところ、蛍光発光が観察されたことにある。溶液中では発光現象は観察されず、この予想外な現象に対して検討すべきであると判断したためである。各種スペクトル測定、単結晶X線構造解析、分子軌道計算等を行ったところ、ジフェニル[2]デンドラレンの発光はフェニル基間のThrough-Space共役が要因の1つである可能性が示された。キソメチレンを増やしたジフェニル[4]デンドラレンを合成して光物性を調べたところ、この場合も固体状態において緑色の発光が観測された。

その結晶構造解析から、この[4]デンドラレンのフェニル基間は離れておりThrough-Space共役は不可能であることがわかった。そこで分子軌道計算を実施したところ、エキソメチレンのLUMOのπ軌道が69.28度もねじれながら重なっているTwisted-π共役であることが示された。このねじれたπ軌道の重なりが固体状態などの運動性が低いときに発現し発光が起こっていることが推測された。さらに意外なことに、芳香環をもたない[4]デンドラレンについても常温で油状であるにもかかわらず発光を示した。このデンドラレンもねじれた関係にあるLUMOのπ軌道間の軌道の重なりが観測された。このねじれたπ軌道の三次元的な重なりがデンドラレンの発光に寄与しているという推論が支持された。交差共役系化合物であるデンドラレンが凝集状態で発光することを世界で初めて見出すことができた。29年度の実施計画では、エキソメチレン型のアレン骨格を有する交差共役型高分子の合成とその高分子反応、並びに物性について検討する予定であったが、予想外の現象を検討するために、その多くは実施できなかった。しかし、「研究目的」の項で記載したように、交差共役化合物はその物理的性質に関して未解明な点が多く残っている。29年度の研究では、初めて固体のジフェニル[2]デンドラレンの発光現象を発見した。さらに、芳香環をもたない[4]デンドラレンについても常温で油状であるにもかかわらず発光を示すことを見出した。これらの成果は、広く交差共役化合物の化学において極めて重要な発見である。そうした観点から研究目的は概ね達成されたと判断している。まず、アレン骨格を有する交差共役系高分子の合成について検討を行った。低分子のアレン誘導体は置換基の種類等によって安定性が大きく変わる。また、アレン骨格自体はパラジウム触媒に対して活性であるため、パラジウム触媒重合によってプロパルギル炭酸エステルから目的とするアレン含有高分子が合成できるのかどうか不透明な部分があった。モデル反応を実施した結果、プロパルギル位に置換基をもたないプロパルギルビスカーボナートを基質として用いると、目的物のアレン体以外に異性体であるプロパルギル体が30%程度副生することがわかった。そこで、プロパルギル位にメチル基を導入したところ、アレンのみが生成することわかった。この結果を基にモデル反応と同じ条件で重合を行ったところ、ある重合時間以上になると系中で不溶分が析出した。重合後期でアレン骨格がパラジウム触媒と反応し架橋したと想定し、重合時間を大幅に短縮したところ、目的の高分子の生成を確認することができた。しかし、貧溶媒を利用した再沈殿により単離を試みたところ、固体状の生成物を得たが、一旦固体状態になると不溶化し、いかなる溶媒にも溶けなくなることがわかった。そこで、単離操作を経ないで高分子反応へ適用することにした。重合後に触媒等を除く操作をした後、アレン骨格に対してヨードベンゼンとのパラジウム触媒反応を行ったところ、1,3-ジエン骨格への変換することができた。上述したモデル反応を用いた条件検討の過程で興味深い現象を見出した。
収束イオンビームを用いた共プレーナ型高温超伝導ジョセフソン素子の作成

本研究は、微細加工が可能な集束イオンビーム(FIB)を用いて薄膜成長基板および薄膜に直接照射する二種類の接合(「基板ダメ-ジ型接合」および「照射ダメ-ジ型接合」)を作製し、特性の評価を行った。「基板ダメ-ジ型接合」は、FIBで局所的にダメ-ジを与えた基板上に異常成長するYBCOを弱結合部分とする。この接合は、薄膜の厚さに依存して接合の特性が変化する傾向を示し、膜厚の増加に伴い、均一な接合状態から不均一な接合状態を示す特性へと変化した。膜厚による接合表面の変化を観察した結果、薄膜の成長に伴ってダメ-ジ部分の両側から正常に成長したYBCOによって異常成長したYBCO部分が縮小され、膜厚300nmにおいては、接合上部でマイクロショートが形成され、接合部分が不均一となっていることが示されている。「照射ダメ-ジ型接合」は、YBCO薄膜に直接イオンを局所的に照射してイオンの通過時に与えるダメ-ジによる弱結合部分を作製する。この接合は、低温においてflux-flow素子的な電流電圧特性を示し40K以上ではRSJモデルに従う特性を示している。シャピロステップは接合の臨界温度付近まで観察され、磁場特性はフラウンフォーファー回折像に非常に類似した特性を示している。イオン照射によるダメ-ジ部分の電気特性はイオンの照射量に比例して臨界温度が低下した超伝導体の特性から金属的な電気特性に変化した。よって、接合には、金属的な層(N層)およびN層の周囲の非常に狭い領域に超伝導性が低下した層(S層)が形成され、低温では実効的な接合長が減少し、マイクロショートが存在しやすい接合部分が形成され、接合の臨界温度付近では、均一なN層が形成され近接効果による特性が示されていると考えられる。FIBによってダメ-ジを与えられた基板上に異常成長するYBCOを接合部分に用いたYBCO共プレーナ型ジョセフソン接合の作製において、IcRn積を高くする目的で、接合部分の均一化、薄膜の高品質化を行った。接合部分の均一化においては、均一化の目安となる磁場特性に注目し、素子のパラメータや測定温度を変化させて磁場特性を測定して接合部分の伝導状態について検討を行った。接合幅を変化させて磁場特性を測定した結果、接合幅が小さくなるにつれて臨海電流値が磁場によって変化するようになり、また、膜厚300nmから200nmに減少させることで、接合幅5μm程度では接合部分の均一性を示す目安となるフラウンフォーファー回折パターンに類似した磁場特性を示した。よって、膜厚が大きい場合は接合表面で超伝導状態のパス(通り道)ができてしまい、その部分に電流が多く流れ、ジョセフソン効果による磁場特性が弱まり、接合幅が大きい場合にはこのパスが多数できていたため磁場による影響をほとんど受けなかったと考えられる。また、接合部分の伝導状態が均一でなくても強く電流が流れる部分があれば、ある程度高いIcRn積を示すが、磁場特性が良好でなく、素子作成の制御性という点で問題あることが分かった。よって、IcRn積が高いとともに接合部分が均一である接合を作ることが必要である。薄膜の高品質化については、申請時において、平成7年度にレーザー蒸着法を用いて高品質な超伝導薄膜を作成する計画であったが、予算額の減額によって、既存装置の改良および成膜条件の最適化による薄膜の高品質化を行い、薄膜の超伝導転移温度が5K10K程度上昇した。薄膜の高品質化については引続き行う必要がある。

収束イオンビーム(FIB)によってダメ-ジを与えられた基板上に異常成長するYBCOを接合部分に用いたYBCO共プレーナ型ジョセフソン接合の作製においては、磁場特性を用いて接合部分の均一性を評価した。超伝導薄膜の膜厚を300nmから200nmに減少させることで、磁場特性は接合部分の均一性を示す目安となるフラウンフォーファー回析パターンに類似した磁場特性を示した。また、温度が素子の臨界温度に近づくにつれ、磁場による変調度が増加し、接合部分の均一性が高まる傾向が示された。その結果、膜厚が300nm以上の場合には接合上部で超伝導結合が強くなるため、ジョセフソン接合としての応答が支配的でなくなると考えられ、更に薄膜の膜厚が200nm程度であっても、接合中に超伝導性の比較的強い部分が混在しているため、4.2K付近では明確なフラウンフォーファーパターンが得られず、温度が上昇するにしたがい接合全体が弱結合となり、より均一な伝導状態が得られていると考えられる。もう一つのタイプのYBCOの薄膜にFIBを局所的に照射し、弱結合を作るジョセフソン素子については、使用しているFIB装置のGaイオンの打ち込み距離が100nm程度であることから、用いるYBCO薄膜はより薄くさらに100nm程度でも十分な超伝導性を持った高品質の薄膜が必要である。そこで、レーザーアブレーション法を用いてこれまでスパッタリング装置よりも臨界温度が15K程度高い薄膜を作製した。この薄膜を用いて幅15μmの超伝導ブリッジに照射量を大きく変化させながらイオンを打ち込んで接合を作製したところ、1×10^<17>ions/cm^2程度の照射量において臨界電流値が大きく減少し、超伝導性が急激に弱まったことを示している。このときの臨界電流値は4.2Kにおいて2mAであった。よって、イオンを照射することで弱結合を作製できることが分かった。本研究は、微細加工が可能な集束イオンビーム(FIB)を用いて薄膜成長基板および薄膜に直接照射する二種類の接合(「基板ダメ-ジ型接合」および「照射ダメ-ジ型接合」)を作製し、特性の評価を行った。「基板ダメ-ジ型接合」は、FIBで局所的にダメ-ジを与えた基板上に異常成長するYBCOを弱結合部分とする。この接合は、薄膜の厚さに依存して接合の特性が変化する傾向を示し、膜厚の増加に伴い、均一な接合状態から不均一な接合状態を示す特性へと変化した。膜厚による接合表面の変化を観察した結果、薄膜の成長に伴ってダメ-ジ部分の両側から正常に成長したYBCOによって異常成長したYBCO部分が縮小され、膜厚300nmにおいては、接合上部でマイクロショートが形成され、接合部分が不均一となっていることが示されている。「照射ダメ-ジ型接合」は、YBCO薄膜に直接イオンを局所的に照射してイオンの通過時に与えるダメ-ジによる弱結合部分を作製する。この接合は、低温においてflux-flow素子的な電流電庄特性を示し40K以上ではRSJモデルに従う特性を示している。シャピロステップは接合の臨界温度付近まで観察され、磁場特性はフラウンフォーファー回折像に非常に類似した特性を示している。イオン照射によるダメ-ジ部分の電気特性はイオンの照射量に比例して臨界温度が低下した超伝導体の特性から金属的な電気特性に変化した。よって、接合には、金属的な層(N層)およびN層の周囲の非常に狭い領域に超伝導性が低下した層(S層)が形成され、低温では実効的な接合長が減少し、マイクロショートが存在しやすい接合部分が形成され、接合の臨界温度付近では、均一なN層が形成され近接効果による特性が示されていると考えられる。
ニューラルネットワークを用いたカオス時系列分析方式に関する基礎研究

本研究では、カオス時系列をニューラルネットワークを利用して学習することにより、カオス発生の本質となっている非線形ダイナミクスを抽出する方式の基礎検討を行なった。まず、カオス時系列を生成する離散力学系の同定に適したネットワークの構造を検討し、関数近似能力が保証され、かつ入出力関係の見通しがよい3層階層型の構造が最良であるという結論を得た。また、その学習アルゴリズム(関数誤差法、軌道誤差法、BP法)を理論的に、および計算機実験により比較・検討し、以下の成果を得た。1.BP法と関数誤差法の学習速度は平均的には一致することを確率的降下法の理論にもとづいて証明した。2.1次元離散力学系を対象とした計算機実験により、1.に述べた理論的結果の正当性を確認した。3.原点対称な関数によって生成される時系列を軌道誤差法で学習する場合、学習されたカオスの揺らぎが関数の対称性を一旦くずすことにより学習を促進することを計算機実験により見い出した。次に、より現実的な時系列学習を想定し、1次元離散力学系から生成されるカオス時系列のうち有限個のデータのみをネットワークに提示した場合の学習能力および時系列予測能力を計算機実験により検討し、以下のことを明らかにした。1.1次元系であれば、データ数が数十であっても無限個を提示する場合に比べ遜色のない学習および予測ができる。2.学習が十分完了すれば、10ステップ程度の予測が可能であり、カオスであっても短期的な予測は精度良く行なえる。3.学習結果のリアプノフ指数も教師信号のそれをよく近似しており、カオスの長時間的な統計量も学習可能である。以上に述べた成果により、カオス時系列の学習・予測における3層階層型ネットワークの有効性が明らかになった。また、軌道誤差法による学習の加速は、ニューラルネットワークの学習においてカオスが積極的な役割を担っていることを示唆しており、カオスの工学的利用を目指した研究において重要な知見を与えるものと考える。
オリンピック・シティーオリンピックを契機とした都市改造の分析

本研空は、オリンピックを契機として開催都市がどのように改造されたかを、1)都市基盤(鉄道、地下鉄、高速道路、空港等)2)各種スポーツ施設(屋外競技場、屋内体育館等)・公園3)選手村・関連施設(宿泊・メディア施設等)の3つの施設の配置及びそれぞれの施設デザインを分析することにより、明らかにしようとするものである。本年度は、日本の事例として東京を取り上げ、同市で開催予定されたが第2次大戦のため返上された第12回大会(1940年〉及び実際に開催された第18回大会(1964年)のそれぞれの都市計画及び施設計画を分析した後、両者の比較を行った。第12回大会の会場立地については、明治神宮外苑、代々木、駒沢等について施設規模やアクセスの観点から優劣が検討された複雑な経緯を明らかにするとともに、その背景に東京緑地計画(1939年)という大きい枠組の存在を認めることができた。第18回大会の会場立地は、東京戦災復興計画(1946年)の失敗により、確たる緑地計画がないまま、第12回大会の会場立地を踏襲するに留まったが、選手村の立地は、戦後米軍に接収された敷地の返還運動と連動して、政治的に選定された点が注目される。都市基盤では、羽田空港の整備、東海道新幹線の整備に合わせた東京駅の増築等の他、首都高速道路建設が、都市空間の立体的利用によるピクチュアレスクな景観という点で、影響力があった。東京での2つのオリンピックについては、国、都、オリンピック関連の各種委員会資料を縦覧する必要があり、現在、その作業を継続中である。また、本研究で取り上げた7事例では、戦前から現在に至る都市計画、特に公園・緑地計画やそこでの軍用地の活用法の精査が必要であることが判明したので、今後、そのような観点から、今までの調査・分析結果をとりまとめ、学術論文として日本都市計画学会への投稿を予定している。本研究は、オリンピックを契機として開催都市がどのように改造されたかを、1)都市基盤(鉄道、地下鉄、高速道路、空港等)2)各種スポーツ施設(屋外競技場、屋内体育館等)・公園3)選手村・関連施設(宿泊、メディア施設等)の3つの施設の配置及びそれぞれの施設デザインを分析することにより、明らかにしようとするものである。本年度は、科学研究費交付初年度の計画通り、研究対象をヨーロッパの事例に絞り、1)ベルリン(第6回中止、第11回)とミュンヘン(第20回)2)ローマ(第17回)3)バルセロナ(人民オリンピック中止、第25回)の3都市の現地踏査調査、資料収集を行い、それらの都市の変遷を概観した上で、オリンピック開催の影響を分析した。ここで取り上げたのは、第2次世界大戦の枢軸国側の都市(バルセロナは親ナチスのフランコ政権に抵抗した都市であるという点で、他都市とは異なる)であり、これらの都市において戦前期に行われたファシズムによる都市計画、更には戦後復興計画が、オリンピックの都市計画にどのような影響を及ぼしたのかを分析した。その結果、空襲を免れたローマにおいては、北部イタリコ広場、南部EUR、両者を結ぶ自動車道路等、ムッソリーニの計画していたローマ拡張計画を下敷きにしてオリンピック関連施設が配置、建設されたこと、他都市でも、ローマほど明確ではないにせよ、戦前期の都市計画がオリンピックを契機とした都市改造に関わっていたことが明らかになった。東京の場合も、戦前期の計画が東京オリンピックを契機とした都市改造の下敷きとなっていることが予想され、今後これらの都市における戦前から戦後にかけての都市計画の連続性を指摘することが可能であろうとの仮説に立って、研究を進めることとする。本研究は、オリンピックを契機として開催都市がどのように改造されたかを、1)都市基盤(鉄道、地下鉄、高速道路、空港等)2)各種スポーツ施設(屋外競技場、屋内体育館等)・公園3)選手村・関連施設(宿泊・メディア施設等)の3つの配置及びそれぞれの施設デザインを分析することにより、明らかにしようとするものである。本年度は、当初計画を変更し、オーストラリアの2事例、メルボルン(第16回、1956年)とシドニー(第27回、2000年)を取り上げ、9月16日-23日、現地踏査調査と資料収集を行った。オリンピクが同一国で複数回開催されたのは、第2次世界大戦後に限ると、アメリカ、オーストラリアしかなく、事前の予備調査で、オーストラリアの2事例の方が、時代背景・都市文脈の違いによる都市改造の違いがより鮮明に浮かび上がる可能性があると判断したからである。メルボルンでは、1929年にはメルボルン全域開発計画が策定され、そこで都市部に放射状に流れ込む河川沿いに緑地を設け、かつそれらを結ぶ環状パークウェイが計画されていた。戦後1944年に策定された公園システムもそれを下敷きにしており、オリンピック施設もまた、その公園系統に沿って配置された。メインスタジウムを初めとする多くの施設は、オリンピック・パーク内に集中配置されたが、一部競技にはメルボルン国際博覧会(1880年)会場等も用いられた。またハイデルベルグに建設されたオリンピック村は、イギリスの田園都市の系譜に連なるものである。シドニーでは、西郊の入江に面した広大な群用地の一部がオリンピック施設及びオリンピック村の敷地に当てられ、そこにいたる鉄道・鉄道駅を含め、全てが新たに建設された。両者とも、大都市圏における公園系統の計画に則り、かつ公園全体のランドスケープデザインがなされている点で評価されるべきものであり、その観点からより詳細な分析を進めている。

本研空は、オリンピックを契機として開催都市がどのように改造されたかを、1)都市基盤(鉄道、地下鉄、高速道路、空港等)2)各種スポーツ施設(屋外競技場、屋内体育館等)・公園3)選手村・関連施設(宿泊・メディア施設等)の3つの施設の配置及びそれぞれの施設デザインを分析することにより、明らかにしようとするものである。本年度は、日本の事例として東京を取り上げ、同市で開催予定されたが第2次大戦のため返上された第12回大会(1940年〉及び実際に開催された第18回大会(1964年)のそれぞれの都市計画及び施設計画を分析した後、両者の比較を行った。第12回大会の会場立地については、明治神宮外苑、代々木、駒沢等について施設規模やアクセスの観点から優劣が検討された複雑な経緯を明らかにするとともに、その背景に東京緑地計画(1939年)という大きい枠組の存在を認めることができた。第18回大会の会場立地は、東京戦災復興計画(1946年)の失敗により、確たる緑地計画がないまま、第12回大会の会場立地を踏襲するに留まったが、選手村の立地は、戦後米軍に接収された敷地の返還運動と連動して、政治的に選定された点が注目される。都市基盤では、羽田空港の整備、東海道新幹線の整備に合わせた東京駅の増築等の他、首都高速道路建設が、都市空間の立体的利用によるピクチュアレスクな景観という点で、影響力があった。東京での2つのオリンピックについては、国、都、オリンピック関連の各種委員会資料を縦覧する必要があり、現在、その作業を継続中である。また、本研究で取り上げた7事例では、戦前から現在に至る都市計画、特に公園・緑地計画やそこでの軍用地の活用法の精査が必要であることが判明したので、今後、そのような観点から、今までの調査・分析結果をとりまとめ、学術論文として日本都市計画学会への投稿を予定している。
希薄磁性半導体の磁性および輸送現象に関する理論的研究

1.希薄磁性半導体におけるキャリア誘起強磁性の本質的要素を含む最も簡単な模型である「ミニマル模型」を提案した。ミニマル模型は結晶格子中に局在スピンを持つ磁性不純物をランダムに配置した模型で,伝導キャリアは単一バンド内を運動するとし,キャリアは磁性不純物上にいるとき,静電相互作用による引力ポテンシャルと、キャリアスピンと局在スピンとの間に働く交換相互作用とを感じる。この模型をコヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて研究した。その結果,弱結合領域と強結合領域での振る舞いに大きな違いが存在することが分かった。弱結合領域では,キャリア密度の広い範囲で強磁性が起こりうるが、キュリー温度は高くならない。強結合領域では,不純物バンドが形成され,不純物バンド内の状態では、2重交換相互作用による強磁性発現と同じメカニズムが働く。この結果、キャリア密度が不純物濃度以下の範囲にあるときしか強磁性が実現せず,またキュリー温度は弱結合領域より高くなるが,相互作用をいくら強くしてもキュリー温度は一定値に飽和する。さらに、電気伝導度を様々なパラメタに対して計算し,光学伝導度に関しては,不純物濃度の増加にともなうDrudeピークの消失と不純物バンドへの励起によるピークの生成など,実験と定性的に一致する結果を得た。一方直流伝導度については、パラメタの変化による多彩な温度変化の可能性が示されたが,実験結果を再現するような結果は得られなかった。2.不純物とキャリア間の引力のポテンシャルレンジの影響を,有限クラスターを対角化する方法により研究し,ポテンシャルレンジが大きくなると不純物バンドの幅が増大する結果を得た。これは長距離ポテンシャルが,高いキュリー温度を与える可能性があることを示している。3.強束縛近似で平坦なバンドを実現する一群の格子構造を提案し,この構造を持つハバード模型上での磁性の発現を数値的方法により研究した。少数系の計算結果により,この系では電子相関の効果により完全強磁性や部分強磁性の起こる可能性が高い事が示唆された。4.異方的三角格子上でクーロン相互作用するフェルミ粒子系の振る舞いを調べ,様々なタイプの電荷秩序の競合および金属絶縁体転移を議論した。1/3-filling近傍で相関効果により,新しいタイプの液体状態が実現することを見出した。1、希薄磁性半導体を記述する最も簡単な模型に対して、コヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて、磁気相図および電気抵抗率を求めた。その結果、希薄磁性半導体の磁気的な性質は、弱結合領域と強結合領域に大別される事が明らかにされた.弱結合領域では、強磁性はキャリアー密度の広い領域で現われるが、キュリー温度は低い。これに対して、強結合領域では高いキュリー温度が得られるが、強磁性はキャリアー密度が磁性不純物の密度以下の場合にしか現われないことが明らかになった。また磁性不純物によるキャリアーに及ぼすクーロン引力が、系を弱結合から強結合の方向へ変化させ、高いキュリー温度を実現する上で重要な働きをすることが明らかになった。

2、コヒーレントポテンシャル近似を用いて電気伝導率を計算し、弱結合の極限で見られるDurudeピークが強結合領域では観測されない事を示した。この結果は実験と一致している。またパラメタを変化させる事により、電気伝導率は多様な温度依存性を示しうるという結果が得られたが、この点は実験とは一致していない。これは揺らぎが十分とりいれられていない近似のためだと考えられる。3、上記の研究で用いた近似の妥当性を探るために、数値シミュレーションを行った。2次元の少数系の結果は、近似計算と同様な傾向を示している。現在さらに大きな系でのシミュレーションを実行している。4、同じ模型に、揺らぎの効果を取り入れた動的平均場近似を適用し、強磁性相転移点を求めた。この結果はまだ予備的な段階にある。5、局在スピンと伝導電子が相互作用している一次元系での磁壁のエネルギーを計算した。その結果、磁壁形成のエネルギーが正であるのは、基底状態がハーフメタルの場合に限られる事がわかった。1.前年度は希薄磁性半導体を記述する最も簡単な模型に対して、コヒーレントポテンシャル近似(CPA)を用いて、磁気相図および電気抵抗率を求めた。その研究を継続し,前年度の研究で,先行研究との差が明らかになった部分強磁性が生じるパラメタ領域を明らかにするための研究を行った。CPA近似の範囲で部分強磁性領域と完全強磁性の相境界を定める方程式の解析的表式を求めた。この方程式を用いて数値的な結果を求める作業を現在行っている。2.上記の研究で用いた模型では不純物に局所的な引カポテンシャルを仮定しているが,不純物の引力が長距離に及ぶ場合について、数値シミュレーションを行った。この研究についてはまだ最終的な結果が得られていないが、不純物レベルの深さを一定に保ちながら引力を長距離にしてゆくと、不純物のスピンが完全なランダムネスな高温の極限では、引力が長距離になるにつれて不純物バンドの幅が広がる傾向が観測された、これは引力が長距離になることにより、強磁性転移の温度が高くなることを示唆する結果である。3.局在スピンと伝導電子が相互作用している一次元系での磁壁の相互作用エネルギーを計算した。その結果、磁壁の相互作用は磁壁間の距離の関数として振動することがわかった。4.平坦なバンド構造を実現する部分ライングラフ上のババード模型について研究を行い、相関効果によって生ずる磁性を研究した。有限系の対角化によって基底状態を調べ、フラットなバンドが部分的に充填された系では相互作用の大きさによって、全スピンの大きさが増加したり減少したりする現象が見出された。これは相関効果によって電子の局在化が進むことにより,スピンの間に反強磁性相関と強磁性相関の競合が起こるためだと考えられる。これらの結果から,部分ライングラフ上の遍歴電子系では部分強磁性,フェリ磁性、反強磁性等の多彩な現象が起こりうることがわかった。
循環器疾患予防における中心動脈圧の測定意義に関する疫学研究

地域一般住民を対象として、中心動脈圧、AI、上腕血圧と心電図ST-T異常、眼底異常との関連を検討した。男女ともにおいて、中心血圧値、AI値の高値と、心電図ST-T異常や眼底異常との関連が認められた。高齢男性において、中心血圧は心電図ST-T異常との関連は上腕血圧と心電図ST-T異常との関連よりも強かった。また、AIと心電図ST-T異常との関連は高齢男性より中高年男性で強かった。研究目的:本研究は、地域の一般住民と職域勤務者を対象として、中心動脈圧・AIが動脈硬化の進展に及ぼす影響について、明らかにすることを目的とする。具体的には、(1)中心動脈圧・AIと喫煙、飲酒、睡眠の質、運動などの生活習慣との関連を分析し、生活習慣因子による中心動脈圧への影響を明らかにする。(2)中心動脈圧・AIと循環器疾患の危険因子との関連を分析し、中心動脈圧、AIの変動が冠状動脈・網膜細動脈の動脈硬化、頸部動脈硬化、下肢動脈硬化などの血管部位別の形態的変化や生理的な変化をもたらすか否かを明らかにする。また、これらの関連を上腕血圧と比較することにより、中心動脈圧、AIの測定意義を明らかにする。方法:平成22年1月2月の期間に、大阪府八尾市南高安地区において、4075歳男性496を対象者に、中心動脈圧・AIを測定した。また、平成22年6月に秋田県井川町で、さらに6075歳男女約1000人を追加測定する。そのデータを用いて、全体で約1500人について、中心動脈圧、AIと喫煙、飲酒、睡眠の質、運動などの生活習慣や従来の循環器疾患の危険因子、並び高感度CRPとの関連について分析し、上腕血圧との関連と比較する。生活習慣因子による中心動脈圧、AIとの関連を明らかにする。その結果を、平成22年日本公衆衛生学会で発表し、論文化する。研究に意義:本研究により、生活習慣因子による中心動脈圧、AIとの関連を明らかにする。このデータをベース化として、将来のコホート研究へと発展させる。研究目的:地域の一般住民と職域勤務者を対象として、中心動脈圧・AIが動脈硬化の進展に及ぼす影響について、明らかにすることを目的とする。具体的には、1.中心動脈圧・AIと喫煙、飲酒、睡眠の質、運動などの生活習慣との関連を分析し、中心動脈圧への影響を明らかにすることを目的にした。2.中心動脈圧・AIと循環器疾患の危険因子との関連を分析し、中心動脈圧、AIの変動が冠早期動脈硬化の形態的変化や生理的な変化をもたらすか否かを明らかにする。方法と結果:平成22年1月平成23年2月までに、4075歳男女を対象に、大阪府八尾市賊地区で約1000人、秋田県I町で約500人、茨城県筑西市K地区で約500人に中心動脈圧・AIを測定した。平成23年度に約1500人を追加測定予定する。また、中間解析として、中心血圧・AIと循環器疾患の危険因子との関連について分析し、中心血圧が上腕血圧に独立して循環器疾患のリスクファクターであることを明らかにし、その結果を、平成22年度第10回臨床血圧脈波研究会と第21回日本疫学会学術総会で発表した。研究に意義:生活習慣因子と中心動脈圧・AIとの関連を明らかにすることにより、動脈硬化の予防につながる。また、このデータをベース化として、将来のコホート研究へと発展させる。研究目的:地域一般住民を対象として、中心動脈圧・AIと高血圧性末梢臓器障害との関連を明らかにすることを目的とした。研究実施計画:本研究は大阪府八尾市M地区と秋田県I町において、平成22年度と平成23年度に循環器健診の受診者中4084歳の男女2,324人(男性974人、女性1,350人)について中心動脈圧・AIを測定した、降圧薬の服薬者を除く男性739人と女性1,023人を対象に高血圧性末梢臓器障害との関連について分析した。中心血圧計(HEM-9000AI、オムロンコーリン社製)を用いて、中心動脈圧・AIを測定した。高血圧性末梢臓器障害の定義は、心電図ST-T異常と眼底異常とした。心電図ST-T異常はミネソタコード4-14-5の所見と5-15-5の所見を認めた者とし、眼底異常は高血圧性あるいは動脈硬化性変化(Scheie's分類I度以上)とした。解析において、中心動脈圧値・AI値、上腕血圧値を3分位に分け、それぞれの低値群を基準とし、心電図ST-T異常と眼底異常のオッズ比を算出した。

年齢、肥満度(BMI)、血清総コレステロール値、HDL-コレステロール値、中性脂肪値、飲酒・喫煙、糖尿病薬の服薬有無と地域を調整した。また、上記の関連を年齢区分別(4069歳と7084歳)に検討した。結果:中心血圧・AI、上腕血圧の低値群に比べ、それぞれの高値群では、心電図ST-T異常と眼底異常の頻度が男女ともに有意に高かった。また、上記の関連は高齢者群において、上腕血圧より中心血圧との関連が強かった。AIと心電図ST-T異常や眼底異常との関連は上腕血圧より弱かった。また、AIと心電図ST-T異常や眼底異常との関連は、高年齢群より中高年群において強かった。結論:本研究により、地域住民健診における中心動脈圧・AIの測定することにより、循環器疾患のリスクファクターの早期把握に貢献できる可能性を示唆された。
医療の需要曲線と供給曲線-その構造とシフトを規定する要因

研究の目的は、医療制度改革の方向を検討する一つの手掛りとして、アメリカ医療を参考にその需要と供給の基本構造を調査・研究することにある。平成15年度は診療報酬に焦点をあて、出来高払い制と定額払い制の選択問題を取り上げ、医療の性質に応じた価格弾力性について考察した。医療の性質は大きく「救急・救命」「急性期」「慢性期」「予防医療」「健康診断」に分けられ、この順番で需要の価格弾力性が大きくなる。これらは診療報酬によっても影響を受けると考えられるが、まずはその中でもアメリカで導入されているDRG/PPSの経緯、効果および課題について研究した。1983年にDRG/PPSが導入されて以来、平均在院日数が短縮する中で医療費(とくに対前年度伸び率)が抑制され、治療の成果については一定の水準が維持されている。これは診療報酬の変更が(入院)医療の需給関係に影響を与えた結果、価格とコスト抑制の中で一定の質が維持され、この意味では社会的余剰の増加にもつながつたとみることができる。平成16年度はアメリカ(ニューヨーク)に出向き、Columbia大学のSherry A.Glied教授と意見交換を行った。アメリカは「医療技術大国」といわれるように治療方法や医療機器等が高度化しているが、これは医療の需給関係にも影響を与える。高度化した医療の対象は「救急・救命」「急性期」「慢性期」、あるいは完治の確率が低い疾病等であり、それゆえ高度医療の対象は需要の価格弾力性が非弾力的な領域である(「慢性期」については、新しい治療方法が確立された段階で需要は価格に関して非弾力性となろう)。一般に高度医療は高コストとされるため、これらの医療費を押し上げることにもなる。*需要と供給を踏まえた詳細な分析については、現在も調査・研究を継続しているため、一定の成果が得られた段階でその内容を論文等において公表する予定である。平成15年度は、医療の供給構造にも影響を与えうる診療報酬を取り上げ、この中でもDRG/PPS(診断群別分類に基づく定額払い制)を中心に研究を行った。アメリカではManaged careの一環として、83年に入院医療のHospital feeにDRG/PPSが導入された。その経緯と効果をみる限り、いくつかの課題が残されているとはいえ、医療費適正化策としてすぐれた性質をもっている。近年、わが国においても、DRG/PPSの試行調査・研究が行われている。この目的は、国際的にみて長期の入院医療を適正化する上で、DRG/PPSがいかなる効果を有するかを検証することにある。研究代表者(安部)はDRG/PPS導入は望ましい方向と考えているが、いくつかの導入前程が残されている。たとえば、(1)入院医療標準化の基礎研究、(2)退院(可能)患者に対する施設や制度面での対応、および(3)医療原価の適正化である。診療報酬のあり方と同様に、これら(1)(3)は供給構造にもフィードバックされるものである。さらに、供給曲線に影響を与える要因として、(4)医療技術の進歩と臨床応用があげられる。たとえばアメリカは「医療技術大国」ともいわれ、将来的には損傷ないし機能不全の臓器・組織を"治療する医療"から"新しいものと交換する医療"にシフトすると予測されている。こうした医療は通常は高額とされ、初期段階の"特殊医療"から対象者拡大に伴って"一般的医療"として浸透する際には医療原価(コスト)の増加につながり、供給曲線にも影響を与えるものとなろう。今後は需要サイドに焦点をあて、医療の性質に応じた価格弾力性、医療費拡大のミクロメカニズム、および保険に伴う厚生損失、こうした研究に取り組むことにする。
前近代中国における交通路と関津の環境史学的研究

4回実施した潼関や函谷関などの関津の現地調査とそれを踏まえた研究会の最大の成果は、秦の函谷関と漢の函谷関と曹魏の函谷関と潼関は広義の函谷関であること、潼関の時代的変遷と曹魏の函谷関の位置の確認である。後者の詳細は塩沢裕仁「函谷関遺跡考証ー四つの函谷関遺跡についてー」を参照。2017年1月、京都外国語大学を会場として、中国における歴史地理学の第一人者である侯甬堅氏(陝西師範大学)を招き、国際シンポジウム「前近代中国における交通路と関津の環境史学的研究」を開催し、その報告集は2017年6月に刊行した。2013年9月、研究代表者の福原啓郎、研究分担者の小方登、辻正博、塩沢裕仁、小島泰雄、松浦典弘は潼関の踏査を中心に調査を実施した。また、あわせて、陝西師範大学の侯甬堅教授らと情報交換を行った。2014年2月、研究分担者の塩沢裕仁と研究協力者の宇都宮美生が、追加調査として、函谷関、とくに曹魏の函谷関を調査した。科研共同研究会(潼関研究会と略称)を3回実施した。第1回は、2013年5月4日、京都大学吉田南総合館にて、2013年度の現地調査の打ち合わせと塩沢裕仁「洛陽附近で発見された古代の道路跡」の報告。第2回は、2013年11月30日、京都外国語大学8号館にて、小方登「中国・潼関調査、衛星画像活用の試み」、塩沢裕仁「城壁調査から」、小島泰雄「潼関図と鎮南関」の報告。第3回は、2014年2月22・23日、茨城県天心記念五浦美術館などにて、美術館所蔵の早崎【禾+更】吉の明治37・38年の西安ー潼関ー洛陽の調査旅行時の資料(日記と古写真)の調査と塩沢裕仁の報告(東京国立博物館所蔵の古写真資料カードを提供)など。2014年11月21日29日、研究代表者の福原啓郎、研究分担者の塩沢裕仁、小方登、小島泰雄、辻正博、松浦典弘、研究協力者の宇都宮美生、堀井裕之(陝西師範大学歴史文化学院高級進修生)は函谷関の踏査を中心に調査を実施した。函谷関に関しては、おもに博物館として整備されたばかりの漢の函谷関の遺址の調査と曹魏の函谷関の確定のための踏査(2014年2月の塩沢裕仁と宇都宮美生の調査結果の修正のため)である。その他、潼関の追加調査、蒲津の調査なども行った。第1回は2014年7月19日、京都大学吉田南総合館にて、塩沢裕仁・宇都宮美生の「魏・函谷関」の調査報告と2014年度の現地調査の打ち合わせ。第2回は同年9月12日・13日、神奈川県箱根町強羅の法政箱根荘にて、小方登と塩沢裕仁・宇都宮美生の研究報告。第3回は2015年2月22日・23日、岐阜県関ケ原町の不破関関連史跡の見学と滋賀県彦根市の「かんぽの宿彦根」にての、塩沢裕仁、福原啓郎、松浦典弘の研究報告。2015年10月29日11月2日、研究代表者の福原啓郎、研究分担者の辻正博、小方登、小島泰雄、塩沢裕仁、研究協力者の宇都宮美生らは黄河下流域旧河道関連の渡し場の遺址などの踏査を実施した。2016年3月2日3月7日、研究代表者の福原啓郎、研究分担者の辻正博、小島泰雄、松浦典弘、塩沢裕仁、研究協力者の宇都宮美生は潼関の最終調査を実施した。科研共同研究会例会を1回実施した。2015年6月13日、京都大学吉田南総合館にて、研究分担者の塩沢裕仁の黄河下流域旧河道関連の渡し場などの報告と秋の現地踏査の打ち合わせを行った。ワークショップを1回開催した。2016年2月21日、京都外国語大学9号館にて、研究代表者の福原啓郎、研究分担者の塩沢裕仁、小島泰雄、研究協力者の宇都宮美生の研究報告とそれに対する質疑応答を行った。平成27年度の最大の課題であった黄河下流域旧河道関連の渡し場の遺址などの踏査の実施、また潼関の最終的な調査の実施ができたからである。また、研究会例会とワークショップをそれぞれ1回開催することができ、テーマに関する成果をメンバー全員が共有することとともに、とくにワークショップの開催でもって外部に発信するができたからである。国際シンポジウム「前近代中国における交通路と関津の環境史学的研究」を1回開催した。2017年1月8日、京都外国語大学(京都府京都市)の1号館7階の小ホールにて、研究分担者の松浦典弘(大谷大学)の司会のもと、まず科研代表者の福原啓郎(京都外国語大学)が趣旨説明を行い、ついで海外研究協力者の侯甬堅(陝西師範大学)「従函谷関到潼関的変動ー関隘・路網・山地環境和外部区域総合分析ー」(中国語)と研究分担者の塩沢裕仁(法政大学)

「城壁・烽火台遺構よりみた潼関城址」の研究報告があった。辻正博(京都大学)「「潼関科研」4年間のあゆみー調査概要と収穫ー」、小島泰雄(京都大学)「点と線から考えるー1937年空撮地形図を用いてー」、小方登(京都大学)「DEM(数値標高モデル)から読み取る潼関・函谷関の地形環境」、研究協力者の宇都宮美生(法政大学)「長安・河東幹線路における蒲津橋と東渭橋」、研究代表者の福原啓郎の研究発表「文献に見える中国古代の「関」と「津」」と全体討論を行った。その成果は2017年6月刊行の報告集として公表する。ワークショップを1回開催した。2016年7月、神奈川県江の島の紀伊国屋旅館にて、研究代表者の福原啓郎「前近代中国の「津」についてー文献史料による分析ー」、研究分担者の小方登「GISを用いた潼関の景観復原」、研究協力者の長谷川順二「GISを利用した黄河故道の復原」の研究発表を行った。あわせて、鎌倉市の港湾遺跡・古道遺跡を見学した。4回実施した潼関や函谷関などの関津の現地調査とそれを踏まえた研究会の最大の成果は、秦の函谷関と漢の函谷関と曹魏の函谷関と潼関は広義の函谷関であること、潼関の時代的変遷と曹魏の函谷関の位置の確認である。後者の詳細は塩沢裕仁「函谷関遺跡考証ー四つの函谷関遺跡についてー」を参照。2017年1月、京都外国語大学を会場として、中国における歴史地理学の第一人者である侯甬堅氏(陝西師範大学)を招き、国際シンポジウム「前近代中国における交通路と関津の環境史学的研究」を開催し、その報告集は2017年6月に刊行した。平成26年度の最大の課題であった函谷関に対する歴史学・考古学・地理学など多角的な調査・研究に関しては、メンバー全員が参加した現地調査の成果、とりわけ曹魏の函谷関の確定など、により、所期の目的がほぼ達成されたからである。ただし、当初予定した陝西師範大学の侯甬堅教授との情報交換などは実施することができなかった。また、3回の潼関研究会例会を実施し、テーマに関する報告による研究の進展があり、その成果をメンバー全員が共有することができたからである。さらに、日本古代の代表的な関所である不破関の関連史跡を見学することにより、比較的視角を獲得したからである。最終年度の平成28年度は、現地調査は実施せず、研究会例会(7月)と国際シンポジウム(1月)をそれぞれ1回、開催し、該科研研究の総括を行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。中国史平成27年度は黄河中・下流の孟津・白馬津などの渡し場(「津」)に対する多角的調査・研究を実施する。2015年10月に現地調査実施の予定である。あわせて、現地協力者と意見交換を行う予定である。平成27年度も計3回、研究会を開催する予定である。平成25年度の最大の課題であった潼関に対する歴史・考古・地理など多角的な調査に関しては、メンバー全員が参加した現地調査の成果を中心に、所期の目的がほぼ達成されるとともに、新たな発見もあったからであり、函谷関の調査に関しては、2013年9月の調査では不十分であったが、2014年2月の追加の調査では、曹魏の函谷関を確認することができた点など、かなり進展があったからである。また、第3回研究会で茨城県天心記念五浦美術館を訪れ、美術館所蔵の早崎関係の資料を調査することができた。そして、研究代表者・分担者それぞれの研究の成果に関しても、計3回の研究会で報告・討議があり、それらの成果が共有されたからである。謝金を使用することができなかったからである。資料収集、および中国での現地調査や計3回実施された潼関研究会例会は予定通りで、そのために、物品費や旅費は予想していた以上に消化したのに対して、人件費・謝金は一部消化しているが、ほとんど消化することができなかったためである。国際シンポジウムに参加する中国人研究者の出張費として消化する予定である。平成26年度は潼関に対する補充調査・研究、函谷関と蒲津と孟津に対する多角的調査・研究を実施する。2014年11月に現地調査実施の予定である。
磁気圏サブストーム電流系におけるホール効果の寄与

磁気圏サブストームの時に起きる磁気圏尾部での磁気リコネクションにおいては、磁気圏尾部の電流層の厚さが、イオン(プロトン)の慣性長より薄くなる。従って、イオンは磁力線からの凍結が解け、一方、電子はまだ磁力線に凍結している状態になる。イオンと電子の結合が解けた状態は、その端的な現象として、ホール電流を形成し、この電流によるホール効果は、磁気リコネクションの効率を高める作用がある。観測的にホール効果がどれだけあるかを検証することは、磁気リコネクションのメカニズムの解明の1つの課題である。この研究では、人工衛星Geotailによる磁場とプラズマの観測から、ホール電流系の構造と電流の強さ(電流密度)に重点をおいて、ホール効果の寄与の研究を行ってきた。磁気リコネクションを子午面内の2次元構造とすれば、4つの電流ループが形成されるはずである。イオンと電子の速度分布関数の解析から、電流に寄与するものは、磁力線に平行と反平行とに流れる電子であることが特定され、電流密度を求めた。また、その電流により作られる磁場の変動を特定した。特筆すべきは、4つの電流ループについて、すべてを検証することができたことである。さらに、このホール電流のループが、どのような構造をしているかについて、解析を進めた。ホール電流ループは、磁気圏尾部のプラズマシートとローブの境界領域に薄い2重層を形成していることがわかった。ここで、粒子コードの磁気リコネクションのシミュレーション結果との比較から、電流層の厚さは、イオンの慣性長程度であることがわかった。さらに、シミュレーションにより、どのような3次元電流系ができるかについて研究をすすめた。研究実績の概要地球半径の9-20倍の磁気圏尾部で、静止軌道衛星GOES8かGOES10においてサブストームにともなう沿磁力線電流による磁場の変動が観測される場合に、どのような磁場変動が起きているかについて、Geotail衛星の1998-2000年のデータを用いて、58例について解析を行った。静止軌道より遠い磁気圏尾部においても、静止軌道と同様に磁場構造が引き伸ばされた構造から元に戻る過程で沿磁力線電流による磁場変動が観測され、推定される電流の方向は、朝側で地球向き、夕方側で地球から出る向きであることを確認した。さらに同時のプラズマのデータの解析により、沿磁力線電流はプラズマシートと磁気圏尾部ローブとの境界近くに分布することを確認した。このことにより、沿磁力線電流の基本的な駆動機構としては、磁気リコネクションと考えてよいことがわかった。そこで、磁気圏尾部リコネクションに伴って発展する沿磁力線電流系をMHDおよびHall-MHD系において数値計算を行った。その結果、ホール効果によって新たにリコネクション領域近傍で朝夕方向への磁力線のひねりが生じ、新しい電流系が真夜中付近の高緯度に現れるはずである、という理論的予想に達した。このホール電流系は地球向き・反地球向きの極性をもつ電流のペアが緯度方向に並んだ構造をしていて、ともに集中した強い電流密度によって担われており、磁気圏-電離圏結合において重要である可能性が高い。このことをGeotail衛星データを用いて検証したところ、高緯度側の地球向き電流層が同定され、電離圏から反地球向きに強く加速された電子ビームによって運ばれていることがわかった。さらにリコネクションを起こす電流層の厚さを変化させて数値実験を行い、地球磁気圏のように厚さがイオン慣性長と同程度に薄い場合はもちろん、より厚い場合でも系が十分に二次元的であれば、ホール効果による電流が卓越することを発見した。人工衛星GeotailとGOES8及びGOES10の同時観測の得られるサブストームについて、磁場の変動を中心にさらに例を増やし解析を進めた。いつも磁気圏尾部における磁場構造変化に伴う変動の開始のほうが、静止軌道での磁場構造変化に伴う変動の開始より、1-10分早く観測されることが、確認できる。