hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有毛細胞と聴神経繊維のシナプスをターゲットとする新規内耳再生治療への挑戦

近年、内耳再生の分野で聴神経の障害が注目されている。これまで内耳障害の主な成因として有毛細胞の障害、特に外有毛細胞の易受傷性が考えられていたが、近年になりいくつかの病態においては有毛細胞の障害よりも前に聴神経の障害(聴神経-有毛細胞間シナプスの障害)が起こっていることが確認されたためである。本研究では蝸牛器官培養系を用いて聴神経障害モデルを作製し聴神経の再生を試みている。組織保護および3次元構造の保持の目的で、コラーゲンゲルに包埋した状態で培養を行う方法を考案し、3-4週間程度に及ぶ長期間の組織培養による組織の劣化が抑えられた。まず、聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態のモデルの作成を検討した。Wangらの報告によると、NMDA 0.5 mMとKainic acid 0.5mMの2種類の薬剤を作用させることで(NK処理)、培養蝸牛の聴神経及び聴神経-有毛細胞間シナプスが障害される。今年度の実験により、コラーゲンコートもしくはpoly-L-Lamininコートによる接着培養、コラーゲンゲルによる3次元培養、コーティングなしでの単純培養など、いずれの条件においても聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態が再現できた。また、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を聴神経障害モデルに作用させることで、一度障害された聴神経が伸長している可能性が示された。聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している聴神経障害モデルを用いて、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を作用させることで、一度障害された聴神経への効果が確認できたので現在、聴神経伸長作用の詳細およびシナプスに対する作用について、免疫組織化学による染色および、共焦点レーザー顕微鏡による蛍光観察による解析を行っている。本研究では蝸牛器官培養系を用いて聴神経障害モデルを作製し聴神経の再生を試みる。われわれはこれまでの研究で、コラーゲンゲルを用いた3次元蝸牛器官培養の条件下でも4週間程度は有毛細胞が生存可能なことを確認していた。今年度は聴神経に着目し、Poly-HEMAを用いた浮遊培養、コラーゲンコートもしくはpoly-L-lysine+Lamininコートによる接着培養、コラーゲンゲルによる3次元培養などの培養方法を用いて、長期培養に適した条件を検討した。いずれの条件においても、1週間程度は有毛細胞および聴神経の生存及びコルチ器の特異的構造の保持を確認できたが、それ以上の期間では有毛細胞の配列の乱れや聴神経の脱落を認めた。器官培養では有毛細胞は生存していても聴神経自体は脱落してしまうため、器官培養を用いて聴神経の再生の可能性を検討するのであれば、短期間で作用する薬剤の検索や、長期培養の条件であれば幹細胞など聴神経以外の材料を用いて神経誘導する方法を検討する必要があることが確認できた。本研究ではもともと長期培養の条件を用いて聴神経の再生について検討する予定であったが、1週間以上の培養では聴神経が脱落してしまうため、短期培養で作用する薬剤の検索もしくは幹細胞を用いての検討へ予定を変更する必要が生じたため。

これまで内耳障害の主な成因として有毛細胞の障害、特に外有毛細胞の易受傷性が考えられていたが、近年になりいくつかの病態においては有毛細胞の障害よりも前に聴神経の障害(聴神経-有毛細胞間シナプスの障害)が起こっていることが確認されたためである。本研究では蝸牛器官培養系を用いて聴神経障害モデルを作製し聴神経の再生を試みている。組織保護および3次元構造の保持の目的で、コラーゲンゲルに包埋した状態で培養を行う方法を考案し、3-4週間程度に及ぶ長期間の組織培養による組織の劣化が抑えられた。まず、聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態のモデルの作成を検討した。Wangらの報告によると、NMDA 0.5 mMとKainic acid 0.5mMの2種類の薬剤を作用させることで(NK処理)、培養蝸牛の聴神経及び聴神経-有毛細胞間シナプスが障害される。今年度の実験により、コラーゲンコートもしくはpoly-L-Lamininコートによる接着培養、コラーゲンゲルによる3次元培養、コーティングなしでの単純培養など、いずれの条件においても聴神経線維および聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している状態が再現できた。また、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を聴神経障害モデルに作用させることで、一度障害された聴神経が伸長している可能性が示された。現在、グルタミン酸アゴニストなどの薬剤を用いて、蝸牛の聴神経障害モデルの作製を試みている。また、障害後の評価として有毛細胞、聴神経、前シナプス、後シナプスの発現について、免疫組織化学による多重染色を行い形態学的検討を行うため、これらの抗体についてを染色条件を検討している。聴神経-有毛細胞間シナプスが障害され、聴神経の胞体および内外有毛細胞は残存している聴神経障害モデルを用いて、神経保護効果および神経・シナプス再生作用が報告されているRho kinase(ROCK)阻害薬を作用させることで、一度障害された聴神経への効果が確認できたので現在、聴神経伸長作用の詳細およびシナプスに対する作用について、免疫組織化学による染色および、共焦点レーザー顕微鏡による蛍光観察による解析を行っている。
クロマチン・リモデラーBAFと転写因子Runx3によるT細胞分化の調節機構

分化に伴う遺伝子発現の変化を、クロマチン構造の変化の観点から理解しようと言う科学的態度は、昨今の大きなトレンドである。このテーマにおいて胸腺CD4/8両陽性(CD4/8 double positive、DP)細胞からCD4TおよびCD8T細胞への分化過程はきわめて有用な実験系を提供する。転写因子Runx3が重要な機能を担うことを2005年に研究代表者が報告したことをふまえ、本研究ではRunx3がどのようにしてクロマチン構造の制御を行い、CD8キラーT細胞への細胞系列決定を行うのか、その分子的機序について明らかにしていきたい。本研究は、Runx3がCD4/8遺伝子制御を行う分子基盤を解明することを最終的な目標ととらえ、その具体的な切り口の1つとして、クロマチン・リモデラーであるBAF複合体に着目した。機能解析実験から、BAF複合体はCD4/8発現制御において確かにRunx3と同様の活性を示し、両者が協調してはたらく可能性を示唆した。しかしながら、現在のところ両者が直接会合することを示すデータは得られておらず、その分子機序については今後の課題として残された。第2の切り口として、胸腺細胞分化においてDNA複製制御が重要な役割を果たす可能性を発見した。すなわち、DNA複製の阻害がCD8T細胞への分化に抑制的にはたらく一方、DNA複製の亢進がCD4T細胞への分化に抑制的にはたらくという特徴を示すのである。DNA複製はクロマチン構造の大きな変換を伴うことから、細胞系列決定への寄与は注目すべき現象と思われる。その詳細と意義については今後の大きなテーマとして継続的に追求したいと考える。CD4T細胞とCD8T細胞は、胸腺内の共通の前駆細胞に由来する。この前駆細胞とはCD4/8両陽性細胞(DP細胞)であり、T細胞抗原レセプター(TCR)を介したシグナルによっていずれの細胞系列に分化するかが決定される。DP細胞が分化シグナルによって細胞の系列を決定する機構についてはこれまでにも多くの研究が行われてきたが今なお不明の点が多い。本研究では、転写因子Runx3がCD8 T細胞系列へのマスターレギュレーターとして働くという、これまでに得られた知見を基盤とし、その分子機構の詳細を明らかにすることを最終目標としている。クロマチンリモデラーBAFはTCR下流にあってRinx3とともにCD4/8遺伝子制御に当たると目される分子である。本年度はBAF複合体の構成成分の1つであるBAF57および改変体にフォーカスを絞り、Runx3との機能的関連について解析を行った。すなわちDP細胞株OVA53にRunx3を強制発現させ、ここへ各種BAF57を多重遺伝子導入し、Runx3による活性の修飾が起こるかどうかを検討した。その結果、Runx3によるCD8活性化、CD4不活性化はいずれもBAF57ドミナントネガティブ体の導入により障害された。このことは、BAF複合体がRunx3と協調してCD4/8遺伝子発現調節を行い、T細胞系列決定に関与することを強く示唆している。以上を鑑み、今後はRunx3とBAF複合体の物理的会合の有無とその調節に関して詳細な検討を行う予定である。CD4T細胞とCD8 T細胞は、胸腺内の共通の前駆細胞であるCD4/8両陽性細胞(DP細胞)に由来する。本研究では、転写因子Runx3がCD8 T細胞系列へのマスターレギュレーターとして働くという、これまでに得た知見を基盤とし、その分子機構の詳細を明らかにすることを最終目標としている。昨年度までに、Runx3はクロマチン制御因子であるBAF複合体と協調してCD4/8遺伝子制御を行うことを明らかにしてきた。本年度はクロマチン制御の観点から、分化におけるDNA複製制御の重要性に着目するに至った。

すなわち、in vivoにおいてCD8 T細胞へ分化する細胞にはDNA複製を行う割合が多いこと、in vitro培養系にてDNA複製を阻害するとCD4Tへの分化を促進し、CD8 Tへの分化が阻害されること、DNA複製を促進するとCD4 T分化が阻害を受けること、Runx3はDNA複製に促進的に働くことが明らかとなった。以上の知見は細胞系列決定に当たりDNA複製制御が密接に制御されていることを示唆する。DNA複製は一時的にせよ、クロマチン構造の大きな変動を余儀なくすることを考えると、細胞系列決定にリンクして複製が制御されることの重要性は容易に推察できる。その統合的制御にRunx3が関わることを見いだしたことは、今後の展開において重要な成果であったと考える。今後はRunx3がいかなる分子機序によって、分化とDNA複製制御の双方に関わるのか、詳細な解明を行うべきであろう。
古代末期エジプトにおける農村社会と家族

本研究は、地中海世界における古代末期の状況について、エジプトからの出土文字資料であるパピルス文書、とりわけ4世紀エジプトのファイユーム地方由来の家族文書群を分析することで、新たな光を投げかけようとした。本研究は、個々の史料の内容と解釈を最新の研究成果に照らし合わせ再解釈し、そこに現れる人間関係を再構成しつつ、「地域的環境」「行財政と司法」「経済活動」の3つの主題について掘り下げることを目的とした。研究の最終年度にあたる2018年度は、前年までに明らかになった個別の研究課題を追求した。特に砂漠地帯におけるローマ軍の役割に関して、古代末期から遡るものの帝政盛期の状況に関する論文「エジプト東部砂漠のローマ軍と『蛮族』」を作成し発表した。また来日したパピルス学者・古代史家ブレンダン・ハウグ氏と意見交換をし、ファイユームの水利に関する氏の論文「水を統治する」の翻訳を通じて最新の環境史研究の理解・紹介を行った。しかし分析が遅れていた「アウレリウス・イシドロス文書群」の読解は、当初の想定以上の関係史料があることが分かり、具体的な成果をあげるには至らず、今後の課題として残された。本研究全体を通して、古代末期ファイユームの自然環境については他時代・他地域との比較のなかで、その特質を明らかにした。ファイユーム周辺部でも西部と東部では状況が異なり、同時代の農村部からの史料といえどもひとしなみに扱うことには注意が必要である。またローマ軍の活動について少数ながら要所に配置されていたことを示した。ただし、それがどの程度の効果を持ったかについては、さらなる検討の余地がある。また人間関係および経済関係については、比較対象とした2世紀の状況との類似点も目立ち、検討した史料から明らかになる状況を直ちに古代末期の特徴とするには慎重にならざるをえない。本研究は、近年内外で研究の進展の著しい地中海世界における古代末期の状況について、エジプトからの出土文字資料であるパピルス文書を分析することで、新たな光を投げかけようとするものである。4世紀エジプトのファイユーム地方由来の家族文書群の精査を通して、古代末期社会の諸相を明らかにしようする本研究は、個々の史料の内容と解釈を最新の研究成果に照らし合わせ再解釈し、そこに現れる人間関係を再構成しつつ、「地域的環境」「行財政と司法」「経済活動」の3つの主題について掘り下げることを目的としている。本年度は研究計画に沿って、史資料と先行研究の収集と把握に努め、とりわけファイユーム地方の歴史的および環境的特質について重点的に検討を行った。そして、古代末期に限定されないが同地方の環境史研究に関する先行研究を検討し、さらなる研究の可能性を指摘した論文「ギリシア・ローマ期ファイユームをいかに捉えるか:環境史研究の一動向」を作成し発表した。同時に主たる分析対象となっている家族文書群についても、その読解と内容の整理を進めているが、ファイユームの環境の分析と照らし合わせて明らかになってきたのが、ファイユームの状況を考える際に西方砂漠のオアシスの諸集落が形成していたネットワークの結節点としてファイユーム西部の集落を考える必要があるのではないかということである。このような視角を得てから史資集収集の範囲を広げているが、今後は地域外との関わりからも分析を進めていく予定である。本年度は史資料の収集と史料の内容把握を中心的に行う予定であったが、その中でも重点的に調査を進める予定であった地域的環境について動向論文ながら研究成果を公表することができた。その一方で史料の内容把握が予定からは若干遅れている。本研究は、地中海世界における古代末期の状況について、エジプトからの出土文字資料であるパピルス文書を分析することで、新たな光を投げかけようとするものである。本年度は、ファイユーム西部の状況を示す「アビンナエウス文書群」と「サカオン文書群」の検討を行った。「アビンナエウス文書群」については、文書群の内容と特徴およびこの文書群が示すローマ軍の役割について考察した論文「砂漠の縁のローマ軍:帝政後期の辺境軍の文書を読む」を作成し発表した。その過程で、アビンナエウスの家族と私生活に関係するとみなされてきた文書が、彼の文書群には属さないことを論じた最新の研究に触れ、家族文書群研究という本研究の枠組みで考察することが必ずしも適切ではないことが明らかになった。その一方で、前年度に得られた視点を補強する、ファイユーム西部のローマ軍の存在は西方砂漠とそこに展開した軍の状況と併せて考察されるべきであるという見方が確認された。「サカオン文書群」については全体の内容を把握したうえで、水の利用と耕作、納税が困難になっていく状況を示すとされ、多くの先行研究で言及される史料を精査した。その結果、農民の逃亡や役人への訴えは、住民たちが税を課す公権力との交渉を円滑に行うための手段とみなしうること、全般的に衰退していくように見られる村落内で、権勢と財力を増していく家族がいた状況が確認された。研究の対象となる3つの文書群のうちの1つ、アビンナエウス文書群については、紹介的ながらその性格を考察した論文を発表することができた。

本研究課題の当初の狙いからは外れるものの、この文書群を活用した、あるいはここから示唆をえた研究の方向性を示した。またサカオン文書群についても論文発表が可能になりうるトピックをいくつか見つけることができた。その一方で、もう1つの研究対象であるアウレリウス・イシドロス文書群については分析が十分に行えていない点に課題が残るが、おおむね順調に研究は進展していると言える。本研究は、地中海世界における古代末期の状況について、エジプトからの出土文字資料であるパピルス文書、とりわけ4世紀エジプトのファイユーム地方由来の家族文書群を分析することで、新たな光を投げかけようとした。本研究は、個々の史料の内容と解釈を最新の研究成果に照らし合わせ再解釈し、そこに現れる人間関係を再構成しつつ、「地域的環境」「行財政と司法」「経済活動」の3つの主題について掘り下げることを目的とした。研究の最終年度にあたる2018年度は、前年までに明らかになった個別の研究課題を追求した。特に砂漠地帯におけるローマ軍の役割に関して、古代末期から遡るものの帝政盛期の状況に関する論文「エジプト東部砂漠のローマ軍と『蛮族』」を作成し発表した。また来日したパピルス学者・古代史家ブレンダン・ハウグ氏と意見交換をし、ファイユームの水利に関する氏の論文「水を統治する」の翻訳を通じて最新の環境史研究の理解・紹介を行った。しかし分析が遅れていた「アウレリウス・イシドロス文書群」の読解は、当初の想定以上の関係史料があることが分かり、具体的な成果をあげるには至らず、今後の課題として残された。本研究全体を通して、古代末期ファイユームの自然環境については他時代・他地域との比較のなかで、その特質を明らかにした。ファイユーム周辺部でも西部と東部では状況が異なり、同時代の農村部からの史料といえどもひとしなみに扱うことには注意が必要である。またローマ軍の活動について少数ながら要所に配置されていたことを示した。ただし、それがどの程度の効果を持ったかについては、さらなる検討の余地がある。また人間関係および経済関係については、比較対象とした2世紀の状況との類似点も目立ち、検討した史料から明らかになる状況を直ちに古代末期の特徴とするには慎重にならざるをえない。研究計画に従い、すべての家族文書群の内容把握と精査に努めるとともに、計画されている行政・財政・司法との関わりおよび経済活動について先行研究および並行事例を参照しつつ明らかにしていく。史資料収集上の必要に応じて海外での調査も実施する。分析が進んでいないアウレリウス・イシドロス文書群を検討を進め、サカオン文書群との比較を経済活動と司法実践に関して行う予定である。サカオンとその家族の活動からは、婚姻を通して親族関係を構築していた人たちの間での協力や競合が見出されている。これと比較可能になるような事例をアウレリウス・イシドロス文書群あるいは他の同時代史料から見つけ出すことができれば、4世紀のエジプト農村社会の特徴として提示できるが、前後の時代の状況を含めた史料の検討が必要になってくるであろう。注文した書籍について、発送の遅れと代金引き落としのトラブルがあったため科研費で購入することができなかったため。英国での調査に際して、計画していた研究者との面談が難しいことが事前に分かったために、期間を短縮して実施したため。
共有乗算器とシフト演算回路に基づく高速ディジタルフィルタの設計と実現

まず,有限語長ディジタルフィルタの設計問題に対して,Lagrangeの未定乗数法によって緩和問題を解くことにより最適化を行う設計法を提案した.次に,ディジタルフィルタの丸め雑音を低減化するために,分枝限定法をディジタルフィルタにおける誤差フィードバック回路の設計問題に適用した.さらに,FIRディジタルフィルタに対して共有乗算器とシフト演算回路による構成を提案し,最適な設計法をLagrangeの未定乗数法と分枝限定法を組み合わせて用いることにより実現した.これらの提案手法の有効性は計算機シミュレーションによって検証した.また,ディジタルフィルタの応用として電子透かしに関する研究を行った.まず,有限語長ディジタルフィルタの設計問題に対して,Lagrangeの未定乗数法によって緩和問題を解くことにより最適化を行う設計法を提案した.次に,ディジタルフィルタの丸め雑音を低減化するために,分枝限定法をディジタルフィルタにおける誤差フィードバック回路の設計問題に適用した.さらに,FIRディジタルフィルタに対して共有乗算器とシフト演算回路による構成を提案し,最適な設計法をLagrangeの未定乗数法と分枝限定法を組み合わせて用いることにより実現した.これらの提案手法の有効性は計算機シミュレーションによって検証した.また,ディジタルフィルタの応用として電子透かしに関する研究を行った.今年度は,共有乗算器とシフト演算回路によるディジタルフィルタに関して,数値計算ソフトウエアMATLABを用いて数値シミュレーションを行った.共有乗算器とシフト演算回路によるディジタルフィルタの設計は,Lagrangeの未定乗数法によって緩和問題を解くことにより,分枝限定法を用いて行った.ただし,分枝限定法を用いると計算時間が極めて長くなることがわかったので,これと平行して,高速に解を算出するようなアルゴリズムの開発にも着手している.具体的には,対象とするディジタルフィルタを連続値で求めておき,第1係数で他の係数を割り,各係数を2のべき乗の最近傍値で近似することによって,シフト演算回路を設計した.また,分枝限定法だけでなく遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて計算機シミュレーションを行っている.GAを用いた設計法では,シフト演算子および符号を並べて,GAにおける遺伝子型(染色体)を生成することにより,フィルタ係数の最適化を試みた.研究課題に関連して,提案手法を応用することにより有限語長IIRディジタルフィルタの設計を行った.ここでは,重み付き修正最小自乗法を理想応答を周波数軸上でサンプリングすることなく積分を利用する形で導出し,フィルタの設計問題を2次形式で表した.さらにLagrangeの未定乗数法によって緩和問題を解くことにより,離散フィルタ係数の最適化を行った.また,これらと平行してディジタルフィルタの応用例として,ディジタル画像における電子透かし法に関する研究も行った.今年度は,ディジタルフィルタの設計問題に対して, Lagrangeの未定乗数法によって緩和問題を解くことにより最適化を行う「分枝限定法」に基づく設計法について研究し,その成果を国際会議および国内学会で発表した,この方法では,フィルタ設計問題を2次形式で表すために設計誤差を重み付きの修正最小二乗法によって定式化し,求まった2次形式を利用して分枝限定法を用いている.ただし,すべてり離散値候補を調べると,たとえ分枝限定法を利用したとしても多大な計算コストを要することが分かったので,探索すべき候補値を連続値の近傍に限定することにより,設計の効率化を図った.また,修正最小二乗法は平均二乗誤差との間に方程式誤差が存在するので,そのギャップを低減するために重み関数を適切に調整する方法について検討を行った.ここでは,各周波数における修正最小二乗誤差と平均二乗誤差との差分をとり,その差分が大きい周波数成分で重みを大きくとることにより,方程式誤差を低減する方法について検討した.その結果,平均二乗誤差をより小さくする2次形式の評価関数を求めることができた.さらに,ディジタルフィルタの積和演算に起因した丸め雑音を低減化するために,分枝限定法をディジタルフィルタにおける誤差フィードバック回路の設計問題に適用し,提案アルゴリズムの有効性について計算機シミュレーションに基づく検討を行った.また,昨年度と同様,今年度も電子透かし法への応用を想定して, 1次元(音)信号および2次元(画像)信号に対する電子透かし法についても研究を行った.今年度は,共有乗算器とシフト演算回路によるディジタルフィルタの構成を提案し,FIRディジタルフィルタとIIRディジタルフィルタにおける誤差フィードバック回路へ実装した.共有乗算器およびシフト演算回路の最適化アルゴリズムとして,シフト演算回路を最適連続値係数の最近傍に固定した上でLagrangeの未定乗数法を用いる設計法,Lagrangeの未定乗数法を繰り返し用いてシフト演算回路を最適化していく設計法,緩和解の下界値評価に基づきLagrangeの未定乗数法と分枝限定法を組み合わせた設計法を提案した.また,数値実験によってFIRディジタルフィルタおよび誤差フィードバック回路の設計を行い,その有効性を確認した.実験結果より,得られた回路は最適な連続値係数の回路よりも周波数特性や雑音除去特性の上で劣るものの,回路の実現に必要な乗算器を大幅に削減できることを示した.また,ディジタルフィルタの応用として,平滑化による重み付けに基づく相関利用型電子透かし法を提案し,数値実験によってその有効性を検証した.
学校と博物館の連携による国際理解総合学習教材の開発と実践に関する研究

平成16年度は下記の2点を研究計画として設定し、実施した。1.すでに試作の終わっている「スーツケース総合学習教材」(カレーキット)の改善と教材群の補充、及び新たなスーツケース教材の開発と実践。2.国際理解のためのアウトリーチ教材の先駆的開発を行っているヨーロッパの民族系博物館を調査し、教材開発とそれを用いた博学連携の教育活動について示唆を得る。1.については、(財)神奈川県国際交流協会及び地球市民かながわプラザ内の国際理解展示室と連携して以前に試作した、カレーを素材に世界の食文化についての理解を深めるスーツケース教材「カレーキット」を改善し、教材の充実を図るとともに、それを使用するための「解説書」(教師用手引き)を作成した。また、研究代表者が代表を務める多文化社会米国理解教育研究会及び(独)国立民族学博物館と連携して、多文化社会アメリカを理解するための新しいスーツケース教材「マルカルトランク」の開発を行い、研究協力者によってそれを用いた実践を行い、その成果を報告した。2.については、アウトリーチ教材の開発やさまざまな教育活動を行っているオランダのライデン民族学博物館、アムステルダム熱帯博物館、ハーグ市立教育博物館等を訪問し、アウトリーチ教材の開発と博学連携の試み等について調査を行い、その成果を1.のスーツケース教材の開発に役立てた。本研究は、博物館と学校が連携するための国際理解をテーマとした総合学習用アウトリーチ教材の開発を行い、その現場利用の可能性を明らかにすることを目的としている。本年度は第一年目として次の研究活動を行った。1、これまで研究代表者及び研究分担者が神奈川県立地球市民かながわプラザと共同で開発に当たった「食」をテーマにした国際理解のためのアウトリーチ教材(「スーツケース総合学習教材」)を、現場教師の協力を得て、同プラザの国際理解展示室の展示とも連携させて利用できるように改善し、新しい教材を完成させ、一般にも貸し出しできるものにした。2、新しいスーツケース教材の開発のため、アウトリーチ教材開発の先進的な試みをしているアムステルダムの熱帯博物館、ハーグ市立教育博物館、ライデンの民族学博物館、バルセロナの民族学博物館等ヨーロッパの先進的な博物館を訪問し、開発のプロセスや課題について調査した。3、1、2、から学んだことを生かして、国際理解教材の一例として多文化社会米国理解のためのスーツケース教材の開発に取り組み現在試作品を作成中である。次年度は、完成したスーツケース教材を用いて現場で授業を行い、その可能性を検証するとともに、学会や研修会を通して同教材の普及をはかる予定である。本研究は、博物館と学校が連携して国際理解教育のための学習用アウトリーチ教材の開発を行い、その現場利用の可能性と効果を明らかにすることを目的としている。本年度は第二年目(最終年度)として次の研究活動を行い、以下の成果をあげた。1.前年度に研究代表者及び研究分担者が神奈川県国際交流協会と共同で、神奈川県立地球市民かながわプラザの国際展示場と連携して開発し、現在一般貸し出しが行われている「食」をテーマにした国際理解のためのスーツケース教材(カレーキット)(http://www.k-i-a.or.jp/currykit/)を活用して学校で授業づくりと実践を行い、その教材の現場利用の可能性や効果、問題点等を明らかにした。2.本年度新たに、研究代表者が代表を務める多文化社会米国理解教育研究会と共同で、国立民族学博物館との連携を視野に入れた多文化社会米国理解のためのアウトリーチ教材(マルカル・トランク)の開発とそれを活用した授業づくりと実践を行い、その教材の現場利用の可能性や効果、問題点等を明らかにした。この教材についてもホームページを開設して、広く利用サービスを開始した。(http://c-faculty.chuo-u.ac.jp/morimo/mulcul/)以上の国際理解を目的とした総合学習教材(アウトリーチ教材)の開発と実践の検討を通して、博学連携の意義や可能性について具体的な知見を得るとともに、以上の研究の成果を報告書(冊子体)にまとめた。
エピタキシャルシリセンの界面制御

基板との相互作用の小さいシリセンを形成すること,また,シリセンの性質を保持した上でその酸化を防止する保護膜を形成することを目的として,二ホウ化ジルコニウム薄膜上シリセンにケイ素,ゲルマニウム,酸化物,窒化物などを蒸着し,シリセンと基板の間の相互作用,シリセンと蒸着物の間の相互作用の性質を明らかにするために,放射光施設における光電子分光を行い,多くの知見を得た.二ホウ化ジルコニウム薄膜上単原子層六方晶窒化ホウ素にケイ素を蒸着し,シリセンの形成を試みた結果,シリセンが窒化ホウ素の下に形成され,窒化ホウ素がシリセンの性質を変えずに酸化防止膜として機能することが実験的に明らかとなった.本研究は、二ホウ化ジルコニウム薄膜上に自発的に形成されるエピタキシャルシリセンに関する我々のこれまでの成果を発展させ、シリセンー基板界面における相互作用の性質を明らかにし、付与原子・分子などでその相互作用を弱め、シリセン本来の性質を引き出すことを目的とする。また、シリセンの大気中での酸化を防ぐ目的で、シリセンと安定な界面を形成し、酸素の透過を防止するパッシベーション層をシリセン上に形成することを目指す。平成26年度は、エピタキシャルシリセン上にケイ素を蒸着し、基板との相互作用が強いエピタキシャルシリセンの上に相互作用の弱いシリセンの形成を試みる実験が進展した。加熱温度を最適化したエピタキシャルシリセン上にケイ素を蒸着すると、三角形状のドメイン構造を持ち、格子定数がわずかに大きいケイ素層が形成されることが明らかとなった。放射光施設における内殻光電子分光による結合状態の測定と角度分解光電子分光による電子状態測定の結果、及び、走査トンネル顕微鏡による微細構造の観察と電子状態測定を行った結果と第一原理電子状態計算の結果を総合して現在構造の特定と層間相互作用の理解に努めている。パッシベーション層に関しては、エピタキシャルシリセン上へのアルミニウムの酸化物、窒化物の形成による酸化防止の試みはうまく行かなかったが、放射光施設における実験などで得られたシリセンとこれらの膜との相互作用に関する重要な知見を投稿論文のかたちで発表することができた。今後は、これらの知見をもとに、実験や計算を通して、材料系やプロセスをさらに検討する。平成26年度は、また、二ホウ化ジルコニウム薄膜上への窒素プラズマの照射と加熱により形成される六方晶窒化ホウ素(hBN)層の理解が進んだ。二ホウ化ジルコニウム薄膜上のhBN層は大気中でも安定であり、これをシリセンの基板、または、パッシベーション層とする実験に着手した。平成27年度は、二ホウ化ジルコニウム(ZrB2)薄膜表面を窒化し、加熱することで得られる一原子厚みの六方晶窒化ホウ素(hBN)にSiを蒸着した際に形成される二次元Si層に関する理解が進展した。ZrB2薄膜上hBN層に室温でSiを蒸着すると、ZrB2薄膜表面に自発形成するシリセンと同じ再構成構造を持った二次状の島が形成されるのが走査トンネル顕微鏡で確認された。蒸着するSiの量を増やすと島と島の間が狭くなっていくが、自発形成されたシリセンの様に表面を完全に覆うことはなく、縞状ドメイン構造も現れない。この実験を放射光施設で再現し、内殻光電子分光で結合状態を、角度分解光電子分光で電子状態を調べることに成功した。その結果、Si原子はhBN上に層を形成しているのではなく、hBNとZrB2の間に拡散してエピタキシャルシリセンを形成していることが明らかとなった。電子状態を測定した結果、ZrB2薄膜上シリセンのものとほとんど同じであったため、hBNはシリセンの構造と電子状態に影響しない、相互作用が非常に少ないパッシベーション層であることが実証された。日単位では不十分であるが、分単位の大気暴露には耐えうる可能性を示唆する実験結果も得られた。このhBN層上に別の薄膜を厚く成長できれば、酸化防止膜として機能することが期待できるため、シリセンと近接してその電子状態や結合状態に影響を及ぼさない物質が存在することが実験から明らかとなったことは意義深いと考えている。また、今年度はシリセン上にGeを蒸着して、適度な温度処理を与えるとGeがシリセンを排除し、ZrB2(0001)上に原子層物質を形成することも明らかとなった。温度処理条件によっては、ヘテロな積層構造とみられる再構成構造も観察され、今後この積層構造を詳細に調べ、ZrB2層とより相互作用の強いGe層を基板としたシリセンが形成されていないか確かめる。平成27年度は、ZrB2薄膜上hBN層へのSi蒸着によって形成される二次元Si層に関する理解が、放射光施設で実験を行なった結果、飛躍的に進んだ。当初、走査トンネル顕微鏡観察結果から期待していた、絶縁性、かつ、未結合手を持たないために不活性なhBN層がシリセンと金属的な基板の間に存在し、シリセンと基板の相互作用を弱めている、という結果ではなかったが、シリセン上にhBN層が積層していても、シリセンの電子状態が影響を受けない程度に相互作用が小さいということが実証された。これまで、理論研究では同様な組み合わせでいくつも計算が行われていたが、実験的にシリセンとhBNが積層され、シリセンの電子状態が影響を受けないことが観測されたのは初めてであり、意義深いことと考えている。

現在、これらの成果をまとめて、蘭国Twente大学と豪国Wollongong大学の共同研究者とともに投稿論文を執筆中である。このhBN層よりも、シリセンの基板として可能性のありそうな半導体層状物質に関する提案が、本研究の協力研究者である大学院生からあり、その実験的検証を可能にするために装置整備に着手した。以上のことから、今年度は本研究課題が順調に進展したものと考えている。平成28年度は、シリセンとの格子整合性に優れた半導体層状物質であるセレン化ガリウム(GaSe)薄膜成長実験が進展した。GaSeは、その表面に未結合手がないことからシリセンとの相互作用が小さいことが予想される。報告されている理論計算の結果からも、GaSeの様な金属カルコゲナイド上のシリセンは、電子状態が自立シリセンとほとんど変わらず、ディラック・コーンを保持すると予測されている。当初、このGaSeを基板としてシリセンを形成する実験を行うために、単結晶GaSeを利用することを検討したが、得られる結晶のサイズが小さいため、角度分解光電子分光法を用いて電子状態を調べる際に有利な大面積試料を得ることが可能である、気相からの薄膜成長に着手した。本学に既設のGaAs用分子線エピタキシー装置に新たにSeを導入し、成長条件を最適化することでGeウェハ上に単結晶配向膜をエピタキシャル成長することに成功した。薄膜表面の電子状態測定から、シリセンのバンド構造でディラック・コーンが期待される波数において表面状態が存在しないことが確認された。また、走査トンネル顕微鏡で原子分解能観察可能であることも明らかとなった。このことから、GaSe薄膜は自立様シリセンを実現する上で理想的な基板であることが確認できた。断面透過電子顕微鏡像からは、Ge基板とGaSeの界面は非常にシャープでGe基板表面は酸化されていないことが確認でき、GaSeをパッシベーション膜として使用する上で重要な知見が得られた。GaSe薄膜の気相成長が可能となったことから、GaSeをシリセンのパッシベーション膜として形成する実験への発展も大いに期待できる。平成28年度は、シリセン上へのケイ素の蒸着実験により得られた知見をまとめた二報の投稿論文が査読付論文誌に掲載された。エピタキシャルシリセンの構造解析に関しては、新たに共同研究を始め、放射光施設における回折実験を行うことができた。実験結果については、現在解析を進めている最中である。GaSeは、格子整合性、相互作用の面からシリセンの理想的な基板材料であるが、容易に高品位単結晶が手に入る材料ではない点がネックであった。平成27年度後期に着手した既存の分子線エピタキシー装置の整備が進んで薄膜成長実験が可能となり、単結晶配向したGaSe(0001)薄膜を成長してその表面を評価するところまでこぎつけることができた。また、英国University College Londonと独国ForschungszentrumJuelichの共同研究者とともに取り組んでいる、分子のシリセンへの吸着現象の理解が進展し、シリセンのドメイン境界におけるわずかな構造の変化が原因で分子が化学的に吸着することが明らかとなった。このように、空孔など点欠陥における未結合手ではなく、連続した蜂の巣格子の局所的な構造変化により反応性が増すことは、層状物質から作られることの多い、他の二次元材料にはないシリセンの特徴であり、基板やパッシベーション層との相互作用を考える上で非常に重要である。以上から、今年度も実験と理論計算を通して重要な知見が得られており、本研究課題は、目指している方向に着実に進展したと考えている。
新しいスクリーニング法を用いたタンパク質リン酸化・脱リン酸化の調節機構の解明

哺乳類のタンパク質ホスファターゼ2C型(以下PP2Cと略す)を大腸菌で過剰発現させると、おそらく大腸菌の2-コンポーネントシステムで重要なヒスチジン残基が脱リン酸化されるために生育が著しく阻害される。本研究の目的は、この性質を利用してtwo-hybridsystemに代わる相互作用タンパク質の新しいスクリーニング法を開発することである。しかしながら、実際に試みてみた結果、本法に関して次のような問題点があることが分った。(1)本法は過剰発現させたPP2Cによる阻害作用を抑圧するような第二の遺伝子を導入することによってPP2Cを生理的に阻害しているタンパク質を見いだそうとするものであった。しかしながらPP2Cを大腸菌で発現された場合、大部分のtransformantの生育は阻害されるもののある頻度で生育が阻害されずコロニーを形成するようなものが出てきてしまった。従って本法が円滑に施行されるためには完全にコロニー形成が抑制されるような宿主の選択が必要と考えられる。(2)第二の問題点は、宿主として組み換え不能なrecA株を用いているにも関わらず、第二のプラスミドを導入したのちに、あらかじめ導入しておいた発現ベクターとの間で組み換えを起こしてしまう点にある。その結果PP2Cの発現量が低下してコロニーを形成し、偽のコロニーを形成してしまうことが分かった。この場合も第一の問題点と同様、宿主の育成とともに適切なプラスミドの設計が不可欠である。以上の問題点を克服すべくさらに検討を進めている。
超低消費電力光配線のための集積フォトニクスの進化

MEMS構造による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光デバイスの開拓とその集積化を進め,アサーマル面発光レーザによる30nmにわたる波長可変動作,面発光レーザ構造を基軸とした超小型スローライト光スイッチ・光変調器,解像点数1000を越える超高解像ビーム掃引デバイスなどを実現した.また,スローライト伝搬を利用した結合共振器面発光レーザと光変調器集積光源により,30GHzを越える高速変調動作を実現し,高速化と低消費電力化の両立を実現した.さらに,超多ポート波長選択スイッチの実現など新たな集積フォトニクスの可能性を示した.MEMS構造による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光デバイスの開拓とその集積化を進め,アサーマル面発光レーザによる30nmにわたる波長可変動作,面発光レーザ構造を基軸とした超小型スローライト光スイッチ・光変調器,解像点数1000を越える超高解像ビーム掃引デバイスなどを実現した.また,スローライト伝搬を利用した結合共振器面発光レーザと光変調器集積光源により,30GHzを越える高速変調動作を実現し,高速化と低消費電力化の両立を実現した.さらに,超多ポート波長選択スイッチの実現など新たな集積フォトニクスの可能性を示した.本研究では,研究代表者の提案したMEMS構造集積化による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザアレイ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光検出器/光変調器をキイデバイスとして,その並列アレイ化,多波長集積化,超高速化,低消費電力化を進めて,現状技術の100倍から1000倍の超大容量(100Gbps-1Tbps)の光リンク/光配線のための革新的な集積光デバイスの開発を行い,高速化と低消費電力化を両立する集積フォトニクスの進化を目指し,以下の研究成果を得た.850nm帯面発光レーザにMEMS構造を集積し,従来の半導体レーザの10倍以上の巨大波長温度係数を実現し,広い波長可変範囲の波長掃引レーザの可能性を示した.また,スローライト伝搬を利用した小型光スイッチを提案・試作し,構造分散による巨大な等価屈折率変化を実現して,交差角30s,大きさ30μm角の小型光スイッチの動作に初めて成功した.さらに,面発光レーザにスローライト導波路を直接結合する新しい集積手法を提案し,面発光レーザに光変調器,光増幅器を集積した光機能素子の実現に成功した,長さ50μm以下の小型集積化を可能としたもので,高密度集積化・高速動作・高出力応用を可能にする新しい進展が得られた.一方、共同研究機関であるカリフォルニア大学バークレイ校と連携して,サブ波長構造回折格子を用いた新しいモード合分波器素子の提案や動作実証などの新たな知見を得た.本研究では,研究代表者の提案したMEMS構造集積化による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザアレイ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光検出器/光変調器をキイデバイスとして,その並列アレイ化,多波長集積化,超高速化,低消費電力化を進めて,現状技術の100倍から1000倍の超大容量(100Gbps-1Tbps)の光リンク/光配線のための革新的な集積光デバイスの開発を行い,高速化と低消費電力化を両立する集積フォトニクスの進化を目指し,平成23年度は,以下の研究成果を得た.多波長面発光レーザとテーパ中空導波路合波器を用いた合波デバイスを実現し,素子長200μmの微小回路で,12チャネルの多波長合波の可能性を実証した.また,MEMS構造を集積することで波長が温度に依存しないアサーマル面発光レーザを製作し,通常の半導体レーザの約1/40の小さな波長温度係数を実現するとともに,局所加熱による1.1nmの連続波長掃引を達成し,温度制御不要の多波長集積化光源の可能性を示した.さらに,スローライト伝搬を利用した小型光スイッチを試作し,構造分解散による巨大な等価屈折率変化を実現して,大きさ30μm角の小型光スイッチの動特性から,キャリア注入によるナノ秒オーダの高速スイッチングが可能であることを実証した.さらには,新しい機能デバイスとして,大きな構造分散を用いたビーム掃引・空間スイッチング素子を提案・試作し,解像点数200を越える高解像度スイッチング素子の動作に成功した.研究代表者の提案したMEMS構造集積化による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザアレイ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光検出器/光変調器をキイデバイスとして,その並列アレイ化,多波長集積化,超高速化,低消費電力化を進めて,現状技術の100倍から1000倍の超大容量(100Gbps-1Tbps)の光リンク/光配線のための革新的な集積光デバイスの開発を行い,高速化と低消費電力化を両立する集積フォトニクスの進化を目指し,平成25年度は,以下の研究成果を得た.波長850nm帯面発光レーザにMEMS構造を集積し,従来の半導体レーザの1/10以下の小さな波長温度係数を実現すると同時に,カンチレバー構造に静電力を印可することで,10nmを超える波長可変動作を実現し,アサーマル波長掃引レーザの動作を実証した.

また,面発光レーザにスローライト導波路を直接結合する集積手法を用いて,面発光レーザに横方向結合共振器を構成し,面発光レーザとしては,世界最速の変調帯域29GHzを超える高速変調動作を実現した.また,同手法を用いて,面発光レーザに超小型電界吸収光変調器を集積した光機能素子の実現に成功した.長さ30μm以下の小型集積化を可能としたもので,変調電圧振幅も200mVという世界最高レベルの低駆動電圧を実現して,高密度集積化・高速動作・低消費電力動作を実証するなど高速低消費電力光インターコネクトに向けた新しい進展が得られた.一方、スローライト導波路の高分散特性を利用した解像点数1,000を超える世界最高レベルの高解像度ビーム掃引デバイスを実現し,それを分散素子として用いる波長選択スイッチに展開し,100ポート規模の大規模・小型光スイッチの動作実証に成功した.本研究では,研究代表者の提案したMEMS構造集積化による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザアレイ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光検出器/光変調器をキイデバイスとして,その並列アレイ化,多波長集積化,超高速化,低消費電力化を進めて,現状技術の100倍から1000倍の超大容量(100Gbps-1Tbps)の光リンク/光配線のための革新的な集積光デバイスの開発を行い,高速化と低消費電力化を両立する集積フォトニクスの進化を目指し,平成24年度は,以下の研究成果を得た.850nm帯面発光レーザにMEMS構造(図1(a),(b))を集積し,周囲温度が変わっても波長の変化しないアサーマル動作を実現するとともに,カンチレバー構造にマイクロヒーターを同時に集積することで,局所加熱による5nnm以上の連続波長掃引を同時に達成した.さらにMEMS構造のカンチレバー長を変えることで,発振波長をウェハ面内で変えた多波長面発光レーザを実現した.また,スローライト変調器を製作し,素子長50ミクロンの小型素子に対して,0.5Vの逆バイアス電圧で5dBの消光比実現した.これは半導体吸収型光変調器としては最小の動作電圧である.初期的な動特性として現在10Gbpsの変調が得られている.さらに,スローライト導波路の巨大な構造分散を用いて,超高解像度ビーム掃引・高分解能波長分波回路を実現できることを見出した.GaAlAs系スローライト導波路を作製しビーム広がり角0.04°以下,最大偏向角60°,解像点数1,000以上の高解像ビーム掃引を実現した.これは,非機械式のビーム掃引デバイスとしては世界最高値である.これにより自由空間光学系との融合で大規模な波長選択スイッチへの道を拓いた.研究代表者の提案したMEMS構造集積化による絶対波長安定化(アサーマル)面発光レーザアレイ,光群速度低下させて素子サイズを大幅に小型化して高速化を図るスローライト光検出器/光変調器をキイデバイスとして,その並列アレイ化,多波長集積化,超高速化,低消費電力化を進めて,現状技術の100倍から1000倍の超大容量(100Gbps-1Tbps)の光リンク/光配線のための革新的な集積光デバイスの開発を行い,高速化と低消費電力化を両立する集積フォトニクスの進化を目指し,平成26年度は,以下の研究成果を得た.波長850nm帯面発光レーザにMEMS構造を集積したアサーマル面発光レーザを製作し,小さな波長温度係数を実現すると同時に,カンチレバー構造に静電力を印可することで,30nmを超える波長可変動作を実現した.
MOA II 1.8m望遠鏡によるマイクロレンズ事象の探索

重力マイクロレンズ探索により、惑星5個と褐色矮星や通常の伴星などを発見し、質量比分布や存在確率を求めた。また、主星に付随しない浮遊惑星が通常の星の1.8倍存在することを発見した。これらの発見により、星惑星形成の理解に大きく貢献した。ニュージーランド・マウントジョン天文台に設置した1.8m望遠鏡と大型CCDカメラによる観測はほぼ予定通り実施した。マイクロレンズ事象や、惑星候補事象をリアルタイムで発見しタイムリーな観測を行うためのリアルタイム解析も順調に実施された。その結果、銀河中心方向に607個のマイクロレンズ事象を発見し、アラートを発信した。これらの事象を、追尾観測網と協力して観測した結果、4個の惑星候補を発見した。現在、詳細な解析を行いつつある。また、過去のデータの解析から、MOA-2009-BLG-319に土星より軽い惑星を発見した。こうした惑星のデータから惑星の分布を求めるため、シミュレーションを行い、検出効率を計算しつつある。タイムスケールの小さな事象の解析からは、木星質量の浮遊惑星が星の数と同程度存在することが判明した。副産物としては、トランジット惑星OGLE-TR-10bの解析を行いTTV(Transit Timing Variations)法によるもう一つの惑星探索を行い、また連星事象の解析を行い、連星の分布を求めつつある。マゼラン雲のデータ解析も進み、4個の事象候補を発見した。今後さらに解析を進め、ダークマターに含まれるバリオンの割合等を算出する。新たな可能性として、重力マイクロレンズによるワームホール探索の可能性を検討した。その結果、この方法によるワームホールの探索が可能であることがわかった。また、将来の遠隔観測に備えて、全天カメラ等のモニターを強化した。これらの研究成果は、マイクロレンズ国際会議や学会等で発表するとともに、まとまったものから順次学術雑誌に論文として公表している。ニュージーランド・マウントジョン天文台に設置した1.8m望遠鏡によるマイクロレンズ探索を継続し、485個のマイクロレンズ事象を発見した。追尾観測網と協力して、これらの事象を追尾観測し、4個の惑星候補を発見し、国際協力で詳細な解析を実施中である。これまでに取得したデータの解析も順調に進み、最終結果の出たものから順に結果を公表している。特筆すべき成果としては、浮遊惑星によって引き起こされたと考えられる増光期間が2日以下の事象が10個発見され、こうした惑星が銀河内には通常の星の2倍程度存在することが明らかになったことが上げられる。こうした天体が、いかにして生成したのか、星惑星形成を知る上で重要な発見と言える。こうした天体は、非常に暗く、他の方法では検出が困難だった。マイクロレンズ法で、初めて明らかになった成果と言える。また、M型矮星に付随する巨大惑星の発見(MOA-2009-BLG-387Lb)、M型矮星に付随する海王星の様な氷惑星の発見(MOA-2009-BLG-266Lb)なども大きな成果と言える。また、OGLE-2007-BLG-514事象は、主星の質量が大きく、中性子星の様な星の残骸らしいことをつきとめた。この論文は、印刷中である。また、バイナリ事象の解析を行い、その質量分布を求めた。その結果、低質量のM型矮星の周りでも褐色矮星は少なく、いわゆる「褐色矮星砂漠」の状態であることを確認した。さらに、マゼラン雲方向のマイクロレンズ事象の解析を実施し、その存在量を求めた。星質量のMACHOはほとんど無く、褐色矮星質量のものが大部分で、ダークマターを説明するには不十分であることが判明した銀河中心およびマゼラン雲方向のマイクロレンズ探索を継続し、銀河中心方向に680個、大マゼラン雲方向に1個の事象候補を発見した。これらのうち、数個の事象には惑星によるものと見られる変位が観測されており、国際協力によって解析が進められている。一方、これまでの観測データの解析が進み、これらの中から通常の惑星の他、褐色矮星と思われる事象(OGLE-2008-BLG-510, MOA 2009-BLG-411L)なども発見され、従来星の周りには褐色矮星がほとんど発見されず、褐色矮星砂漠などと呼ばれていた状況に疑問を生じつつある。観測バイアスを補正して、真の惑星分布を求める取り組みも進展しつつあり、今後統計が増えれば理論と比較して惑星形成の謎に迫ることができると期待される。また、主星が中性子星と思われる連星(OGLE-2007-BLG-514)が発見され、こうしたほとんど光を発しない天体の発見にマイクロレンズ法が有効であることを改めて証明した。マゼラン雲方向の観測は、従来からの星質量MACHOの探索を目指した広範囲の観測を終了し、限られた範囲を高頻度で観測する作戦に変更した。これにより、宇宙初期に生成したとされる月質量程度のブラックホールが残っていれば、検出可能となる。月質量の原始ブラックホールは、TeV gravityなどからその存在が期待されている。

これらの研究成果は、カタールで行われたマイクロレンズ国際会議(2)や、天文学会(2012年秋大分大学4、2013年春埼玉大学3)の他、ApJ,MNRASなどの学術雑誌13編に公表している。特に、浮遊惑星の発見とその存在量の特定は、当初から計画していたものとはいえ、今後の星惑星形成の研究に与える影響は極めて大きく、そのインパクトは計り知れない。24年度が最終年度であるため、記入しない。観測手法は、ほぼ確立しており、順調に実施している。基本的に、現在の手法を継続して実施する。しかしながら、観測中にシャッター幕が破れるトラブルが時々あり、観測を中断しての危険な作業を強いられることがある。これを避けるため、シャッター機構とシャッター幕の改良を試みている。今後も、改良とテストを継続し、トラブルを未然に防ぐ様にする。また、フィルター交換も、迷光を避けるため手作業を必要としていたが、自動化を実施した。まだ試験運用中だが、様子を見て改良しながら観測を継続する。
断熱理論によるレーザー場中の分子ダイナミクスの記述

高強度レーザー場中の分子ダイナミクスの研究は、その物理過程の理解のみならず、物質制御や新材料創生についての新しい手法の開発といった応用面でも重要である。強レーザー場中の物質ダイナミクスは、数百から数千のオーダーの高次の非線形過程を伴い、これまで行われている線形または低次の非線形過程を用いた物質制御に比して、様々な応用面で大きな可能性を秘めている。本研究では、断熱理論という新しい理論をレーザー場中の分子系に適用し、分子内の原子核と電子の運動をともに正確に記述し、光電子運動量スペクトルや解離スペクトル等の物理量の詳細な分析を行うことを目的とする。これにより、アト秒領域の超高速分子ダイナミクスに関する新たな知見を得る。当該年度は、最も基礎的な系である、直線上を運動する1電子系2原子分子についての研究を進めた。断熱理論に基づく分子ダイナミクスの理論的定式化を進めた。ボルン・オッペンハイマー近似の下での断熱理論の拡張を行い、典型的な強レーザー照射に対する直接数値計算結果と比較して理論の妥当性を吟味した。また、新たに購入した計算サーバーに適した直接数値計算のための計算コードの改良も行い、計算の高速化も行った。得られた予備的考察について物理学会において発表した。本年度は、直線上を運動する1電子系2原子分子について、高強度レーザー場中の分子ダイナミクスを取り扱うための理論の定式化を行った。典型的な強レーザー照射に対して理論の妥当性をチェックした。いくつかの予備的な結果を得ており、学会で発表した。以上により、おおむね順調に進展していると考えられる。直線上を運動する1電子系2原子分子について、様々な強レーザー照射による分子の応答を調べていく。例えば、イオン化過程については、残留分子イオンの振動状態を指定した光電子運動量分布といった詳細な情報を与える物理量について吟味する。断熱理論によるレーザー場中の分子ダイナミクスの記述を進めている。最も基礎的な系である、直線上を運動する1電子系2原子分子についての研究を行った。断熱理論に基づく分子ダイナミクスの理論的定式化を行い、光電子運動量スペクトルや解離スペクトル等の物理量を求める計算プログラムの開発を進めた。本年度は主として高強度レーザー場中の分子ダイナミクスを取り扱うための理論の定式化を行った。これに基づき、数値計算コードの開発を進めた。いくつかの予備的な結果を得ており、理論の妥当性をチェックした。最も基礎的な系である、直線上を運動する1電子系2原子分子についての研究を行う。数値計算コードの開発を進め、高速化を行う。得られた計算結果を既存の実験データや数値計算結果と比較することにより、理論の妥当性を吟味する。これまで頻繁に用いられているボルン・オッペンハイマー近似が適用できない条件下でのダイナミクスの解析を行い、新たな知見の獲得を目指す。