hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
テラヘルツ放射をプローブとした10フェムト秒領域におけるキャリアダイナミクスの研究

近年、電子デバイスの微細化が進み、チャネル長が100nm以下の極短チャネルトランジスタも作製されるようになってきている。このような極微デバイス中においては、電子は電極間をサブピコ秒の時間スケールで、しかも極めて非平衡な状態で伝導していると考えられている。したがって、デバイスの性能限界を明らかにするには、100フェムト秒以下の時間スケールでの電子の非平衡伝導の理解は必要不可欠である。超高速の電子波束の運動は電磁波の放射を伴うため、この電磁波の放射を実時間領域で観測することにより、電子波束の動きを可視化することができる。本研究では、この原理を用いて、バルク半導体や半導体量子構造中の高速な電子の運動のダイナミクスについて検討を行い、超高速トランジスタの電子材料として重要なGaAs中のキャリアの非定常速度の測定を行い、明瞭な速度オーバーシュートの観測に成功するとともに、モンテカルロ計算との比較により、測定を行う試料の形状効果が重要であることを見出した。これらの知見により、トランジスタの動作限界に関する知見を提示することができた。さらに、半導体超格子中でブロッホ振動する電子が照射するテラヘルツ電磁波のスペクトルが電子の伝導度スペクトルに等しいことを見出し、約2THz程度までは超格子中にブロッホゲインがあるという強い実験的サポートを示すことに世界で初めて成功した。サブピコ秒の時間スケールで高速に運動する電子は、その速度の微分に比例する電磁波を放出し、その周波数はテラヘルツ(THz)領域にある。そこで、フェムト秒レーザパルスを用いた時間分解テラヘルツ分光法により,半導体中の電子の超高速運動が放出するテラヘルツ電磁波を実時間領域で検出することにより,電子のダイナミックな伝導現象を解明することが本研究の目的である。本年度は、(1)ZnTeやGaPなどの電気光学結晶を用いることにより、テラヘルツ電磁波の振幅と位相を検出できるシステム(自由空間E0サンプリング法)を構築した。また、おおよそ10テラヘルツの広帯域を達成した。(2)電気光学結晶を用いた広帯域テラヘルツ電磁波検出系を用いて、半導体空乏層を伝導する電子が放出するテラヘルツ電磁波を検出することにより、電子の過渡速度を実験的に決定するとともに、モンテカルロ計算との比較を行った。(3)半導体超格子中のミニバンドを伝導する電子が放出するテラヘルツ電磁波を実時間領域で検出することにより,超格子中のダイナミクス、およびブロッホ振動を用いたテラヘルツ電磁波の発生・増幅・検出の可能性について探索を行っている。特に、(a)電子の散乱による通常のバンド伝導から、ブロッホ振動を伴う伝導への移行の様子を明らかにした。(b)従来、ブロッホ振動が起きないと思われていた、光学フォノンエネルギーよりも広いミニバンド幅を有する超格子においても室温でブロッホ振動する様子を確認した。そこで、フェムト秒レーザパルスを用いた時間分解THz分光法により,半導体中の電子の超高速運動が放出するTHz電磁波を実時間領域で検出することにより,電子のダイナミックな伝導現象を解明することが本研究の目的である。本年度の主な成果は、以下の通りである。1.電気光学結晶を用いた広帯域THz電磁波検出系を用いて、半導体空乏層を伝導するキャリアが放出するTHz電磁波を検出することにより、キャリアの過渡速度を実験的に決定するとともに、モンテカルロ計算との比較を行った。特に、(1)THzデータの解釈において、空乏層中の走行キャリア数が時間とともに減少する効果を考慮する必要があること、(2)10kV/cm以上の電界では正孔の伝導の寄与が無視できないこと、(3)短チャネル構造では、THzデータより電子と正孔の走行時間を分離して決定できること、等が明らかになった。2.半導体超格子中のミニバンドを伝導する電子が放出するテラヘルツ電磁波を実時間領域で検出することにより、超格子中のダイナミクス、およびブロッホ振動を用いたテラヘルツ電磁波の発生・増幅・検出の可能性について探索を行っている。

特に、(1)THz電磁波の照射強度のバイアス依存性から、散乱を介したミニバンド伝導領域、ブロッホ振動を伴うワンニアーシュタルク量子化領域、上位のミニバンドへのジーナーブレークダウン領域伝導へとクロスオーバーしていく様子を明瞭に観測できた。(2)超格子中の電子の伝導度理論と放射されたTHz電磁波スペクトルを比較することにより、適度に散乱がある現実の超格子がTHz領域において利得を持っている可能性が高いことを見出した。サブピコ秒の時間スケールで高速に運動する電子は、その速度の微分に比例する電磁波を放出し、その周波数はテラヘルツ(THz)領域にある。そこで、フェムト秒レーザパルスを用いた時間分解THz分光法により,半導体中の電子の超高速運動が放出するTHz電磁波を実時間領域で検出することにより,電子のダイナミックな伝導現象を解明することが本研究の目的である。本年度の主な成果は、以下の通りである。半導体超格子中のミニバンドを伝導する電子が放出するテラヘルツ電磁波を実時間領域で検出することにより、超格子中のダイナミクス、およびブロッホ振動を用いたテラヘルツ電磁波の発生・増幅・検出の可能性について探索を行った。特に、(1)時間分解THz分光法により測定されるTHz放射スペクトルが、電子系の伝導率スペクトルに等しいということを見出し、従来不可能であった高電界下にある電子系のTHz領域にまで及ぶ超高周波伝導率を測定する新しい手法を提案した。(2)散乱が適度にある現実の超格子では、散乱を介した2次の光学遷移により、ブロッホ周波数以下で電磁波に対する利得が、またブロッホ周波数以上では損失がおこるという理論予測を実験的に検証するために、超格子中の電子の伝導度理論と放射されたTHz電磁波スペクトルを比較することにより、適度に散乱がある現実の超格子は、無反転分布条件でも、電磁波に対する利得を持っていることをほぼ実験的に証明できた。(3)超格子における利得の高周波限界が、電子が基底ミニバンドから高次ミニパンドへジーナートンネルすることにより制限されることが明らかになった。
MAPキナーゼ・カスケードによる微小管機能の制御機構

複数のT-DNA挿入株を解析したところ、これらの株ではPHS1タンパク質は蓄積していないにもかかわらず、ホモ植物体は野生型と同様に生育し、形態も全く変化がなかった。さらに、phs1-1のサプレッサー変異株を多数単離したところ、その内の7系統がPHS1遺伝子内の機能喪失型変異であった。これらの結果より、PHS1ヌル変異のホモ個体は顕著な表現型がないことが判明した。おそらく機能が類似する他のphosphataseがPHS1活性の欠損を相補していると考えられる。上記のサプレッサースクリーニングでは、PHS1遺伝子座とはことなる遺伝子座の変異(extragenic suppressor)も多数得られた。これらのいくつかの系統はチューブリンの変異であることが判明し、残りの変異系統について原因遺伝子を同定すべく、マッピングを行っている。また、PHS1遺伝子の様式をPHS1ゲノム領域にGUSレポーター遺伝子を挿入した形質転換植物体を用いて解析したところ、PHS1はすべての細胞に発現しているが、伸長が盛んな領域で強い発現がみられた。GFP-PHS1の細胞内局在は主に細胞質であったが、phs1-1変異型タンパク質は細胞質にドット状の凝集した局在を示した。1.微小管重合阻害剤プロピザミドに対して高感受性を示すアラビドプシス半優性変異株(propy zamide hypersentive 1;phs1-1)を単離した。phs1-1の表現形は根で顕著であり、薬剤無添加の固い寒天上で育てたphs1-1幼植物の根はlefty変異株と同様にやや左方向に向かって伸長した。phs1-1はプロピザミドや他の微小管薬剤に対して野生型に比べ低濃度で根の伸長阻害・細胞肥大を示し、表層微小管が脱重合した。従って、PHS1は正常な微小管機能に必須であると考えられる。2.PHS1遺伝子をmap-based法によりクローニングしたところ、新規のMKP(MAP kinase phosphatase)をコードしていた。phs1-1では64番目のアルギニンがシステインに変化していた。動物のMKP3のこの領域はMAPキナーゼ結合領域に相当し、この領域のアルギニンをアラニンに置換すると標的MAPキナーゼであるERK2との結合親和性が顕著に低下する。3.phs1-1変異型ゲノムをアラビドプシス野生株に導入すると、微小管薬剤高感受性を示した。また、35Sプロモーターを用いて変異型PHS1^<R64C>を野生株で強制発現させると、地上部でもトライコームの分岐増加や細胞肥大などの微小管機能阻害と考えられる表現形を示した。一方、PHS1野生型ゲノムや35Sプロモーター:PHS1野生型cDNAをphs1-1変異株に導入すると一般的には変化が見られなかったが、形質転換系統の中には変異形質が軽減される系統があった。これらの結果はphs1-1変異PHS1^<R64C>がgain-of-function変異であることを示唆している。4.PHS1遺伝子のT-DNA knockout変異系統phs1-2を取得して解析したところ、PHS1遺伝子のヌル変異株phs1-2はホモ致死であることが判明した。以前の研究ではPHS1遺伝子内のT-DNA挿入変異株では、ホモ体が得られず、ヘテロ体を自殖させた後代で約4分の1が胚性致死となることから、PHS1は植物体の生育に必須であると結論した。今回、新たに2つのT-DNA挿入株を解析したところ、これらの株ではPHS1タンパク質は蓄積していないにもかかわらず、ホモ植物体は野生型と同様に生育し、形態も全く変化がなかった。これらの結果より、当初PHS1ヌル変異をホモでもつ植物は胚性致死であるとしたのは、PHS1遺伝子座近傍の別の変異が原因であり、PHS1ヌル変異のホモ個体は顕著な表現型がないことが判明した。

現在、これらのいくつかの系統について原因遺伝子を同定すべく、マッピングを行っている。また、PHS1遺伝子の様式をPHS1ゲノム領域にGUSレポーター遺伝子を挿入した形質転換植物体を用いて解析したところ、PHS1はすべての細胞に発現しているが、伸長が盛んな領域で強い発現がみられた。アラビドプシスのphs1-1変異株はMAP kinase phosphataseのkinaseinteraction motifの保存アミノ酸がミスセンス変異(R64C)したドミナントネガティブ型変異である。表現型は表層微小管がやや不安定となり、根が左巻きに傾いて伸長する。これまでに、PHS1のヌル変異は胚性致死であると報告したが、phs1-1のサプレッサー変異や複数のT-DNA挿入変異株の解析により、ヌル変異株は野生型とほとんど変わらない表現型を示すことが明らかとなった。PHS1の発現部位を調べるために、PHS1ゲノム領域(プロモーター、ORF、イントロンを含む)の終止コドンにGUSレポーターを挿入し、アラビドプシス植物体に導入した。長い染色時間ではほとんど全ての組織にGUS活性が認められたが、短い染色時間では根や暗所胚軸の伸長速度が速い領域が強く染色され、また茎の分枝基部などにも強いGUS活性が認められた。細胞内でのPHS1の局在性を調べるために、上記コンストラクトにGFPレポーターを挿入したPHS::GFP-GUSを作製した。アラビドプシス植物体の根組織ではGFPは主に細胞質に観察された。phs1-1変異ゲノムに同様のGFP-GUSを挿入したコンストラクトを野生型植物体で発現させると、GFPは細胞質に局在し、根はphs1-1と同様の変異形質が認められたことから、PHS1は主に細胞質で機能すると示唆された。EMSで変異処理したphs1-1後代から単離されたサプレッサー変異株は、PHS1遺伝子内のintragenic変異とそれ以外のextragenic変異に分類できた。Extragenic変異株の1つはチューブリン遺伝子座にマップされ、このチューブリン遺伝子内にミスセンス変異を発見した。他のextragenic変異株も順次マッピングを行っている。
魚の塩干しに含まれる変異原の作用機構とグリシンベタインによるその防御機構

これまでの実験からCMBAが引き起こす突然変異のタイプは、GCからATへのトランジションであることが分かっている。このタイプの変異を引き起こす主な原因として、グアニンの6位のケト基がメチル化されたO^6-メチルグアニンの生成が知られている。そこで、標準品のO^6-メチルグアニンを用いてLC-MS/MSの測定条件を最適化し、第1段階の質量分析計で分子イオンm/z 166を選択し、第2段階の質量分析計でプロダクトイオンm/z 149を指定して、正イオンモードのエレクトロスプレーイオン化法によるLC-MS/MS分析を行った。S.typhimurium TA100のCMBAでの処理は、リン酸ナトリウム緩衝液中で37°C、4時間行った。その後DNAを抽出し、酸加水分解して得られた核酸塩基溶液をLC-MS/MSで測定した。同じタイプの変異を引き起こすことが知られている発がん物質、N-methyl-N'-nitro-N-nitrosoguanidine (MNNG)を用いて同様の処理を行い、LC-MS/MS測定を行ったところ、高感度にO^6-メチルグアニンを検出することに成功した。しかし、CMBAで処理したS.typhimurium TA100から得られた塩基の中には、O^6-メチルグアニンは検出されなかった。また、m/z 149のプリカーサーイオンスペクトル分析でも対照実験と異なるイオンは検出されなかった。今後さらに条件検討を行い、DNA付加体の検出を試みる予定である。さんまの塩干しから検出された2-chloro-4-methylthiobutanoicacid(CMBA)は、サルモネラ菌TA100、TA1535株を用いたAmestest(-S9)において変異原性を示す。今回我々は、CMBAの変異原性が糖類によって増強されることを見出した。試験は次の通り行った。サルモネラ菌TA100株とCMBAを、糖添加または無添加のリン酸ナトリウム緩衝液中で37°C、4時間インキュベートした。つぎに反応混合液を遠心分離して菌を集め、緩衝液に懸濁して洗浄し、再び遠心分離した。この洗浄操作を3回繰り返してCMBAを完全に除去した後、菌懸濁液を寒天プレート上にまき、3日間培養後ヒスチジン非要求性復帰突然変異体のコロニー数をカウントした。その結果、D-mannose>D-glucose>D-fructose>D-ribose>D-galactoseの順でCMBAの変異原性を増強することが明らかとなった。この他、試験した二糖類の内maltoseはわずかに増強作用を示したが、三糖類は効果を示さなかった。また、サルモネラ菌が炭素源として利用することができない単糖類のL-glucoseは効果を示さなかった。この糖類の変異原性増強作用のメカニズムを調べるため、[methyl-^<14>C]CMBAを用いてサルモネラ菌体内へのCMBAの取り込みに対する糖類の影響を調べた。試験は、変異原性試験と同様の条件で行った。すなわち、サルモネラ菌と[methyl-^<14>C]CMBAを糖添加または無添加リン酸緩衝液中で4時間反応させた後、菌を洗浄し、菌に移行した[methyl-^<14>C]CMBA由来の放射活性を液体シンチレーションカウンターで測定した。その結果、CMBAの変異原性試験で増強作用を有した糖類が[methyl-^<14>C]CMBAの取り込みを促進していることがわかった。また、単糖類における変異原性増強作用とCMBA取り込み促進作用の間に高い相関性があることも明らかとなった。しかし、二糖類のmaltoseはCMBAの菌体内への取り込みを促進するが、変異原活性を高める作用をほとんどもたなかった。この結果から、単糖類はCMBAの菌体内への取り込みを促進するだけでなく、菌体内でさらに変異原の活性化に関与するものと考えられた。当初CMBAの変異原性の作用機序を解明するためDNA付加体の検出を試みたが、検出には至らなかった。今後、糖の作用も含めて考える必要がある。

また、m/z 149のプリカーサーイオンスペクトル分析でも対照実験と異なるイオンは検出されなかった。今後さらに条件検討を行い、DNA付加体の検出を試みる予定である。
空間周期流の力学

空間周期流の線形・非線形安定性について実施計画に基づき、主に次のような結果が得られた。1.長方形の辺の縦横比より、負の渦粘性の効果を伴う大規模構造のモードもしくは主流と同じ周期をもつ周期モードのいずれかが臨界安定性を決定することを見いだした。Tabeling et al(1990)の実験で観察された渦の融合が周期モードを主流に重ね合わせることで定性的に表現されることを示した。(Phys.Fluids,Vol.7(No.2),pp.302-306(1995))周期モードが超臨界状態で有限の大きさで落ち着くことを少数モードの打ち切りによる非線形系によって示した。(数理解析研研究集会1995年1月)2.非平行流に属する空間セル流では、平行流と異なり、3次元攪乱が臨界モードを与える可能性がある。実際に長方形セル流においてある縦横比の範囲で負の渦粘性効果をもつ3次元攪乱が臨界を与えることを見いだした。(Phys.Rev.E発表予定。)また、2等辺3角形セル流においても同様なことが生じることも見いだした。(平成5年度村上雅幸修士論文)3.準2次元周期流の非線形安定性。水平薄層流の底面での境界層の効果を水平速度成分に比例するレイリー抵抗の形でのみ取り入れる近似を準2次元流近似とよぶ。平行および非平行周期流の線形・非線形解析を行い、線形臨界レイノルズ数およびエネルギー法による非線形臨界レイノルズ数がともにレイリー抵抗の係数に比例して増大することを数値的および解析的に示した。(IUTAM Symposium Potsdam,NY,USA July 26-31.1993で発表。投稿準備中。)空間周期流の線形・非線形安定性について実施計画に基づき、主に次のような結果が得られた。投稿準備中。)空間的に周期的な駆動力によって生じる空間周期流は、駆動力が臨界に達すると、駆動力の周期構造と全く別の周期構造を持つようになる。本研究では、二次元平行周期流における二次元セル構造の発生、二次元セル流おける三次元構造の発生、およびこれらの流れの間の遷移の問題を線形・非線形安定論の立場にたって解析し、そのメカニズムを解明することを目的とする。本年度の研究はほぼ実施計画どうり行われ、下記の成果を得た。(1)二次元セル流の安定性問題。長方形セル流の安定性を問題にして、長方形の辺の縦横比により、負粘性効果を特徴とする撹乱と、同効果を伴わない撹乱の二種類の撹乱に依って安定性臨界が決定されることを見いだした。(論文投稿中)(2)三次元撹乱に対する不安定性。非平行流である空間セル流では、平行流の安定性理論で確立されているSquireの定理が成立しないので、三次元撹乱が安定性に本質的に寄与する筈である。代表的なセル流についてこの問題を取り上げ、長方形セル流では長方形の縦横比の、二等辺三角形セル流では三角形の底角の、それぞれの値のある範囲で、安定性の臨界が三次元撹乱に依ることが見いだされた。(論文投稿および準備中)(3)準二次元周期流の非線形安定性。水平薄層流の固体底面の境界層効を水平速度成分に比例するレイリー抵抗の形でのみ取り入れた流れを準二次元流と呼ぶが、非平行準二次元周期流の安定性を問題として、線形・非線形解析を行い、線形臨界レイノルズ数、エネルギー法に拠る非線形臨界レイノルズ数の両者ともレイリー抵抗係数に比例して増加し、さらに同抵抗の安定化作用が、任意の有限撹乱に対して流れを安定化させることを見いだした。単位セルが長方形状をした

2次元空間周期流についての線形安定解析の結果、大規模構造をした臨界モード以外に主流と同じ周期の臨界モード(ここでは、周期モードと呼ぶ)が存在することを前年度見い出した。この周期モードを主流と重ね合わせることにより、Tabeling et al(1990)による1列に並んだ長方形渦の遷移に関する実験で観察された渦の融合を定性的に説明することに成功した。上の結果を得るために、底の抵抗の増減によって周期モードがそれほど影響を受けないことおよび実験では必然的に存在する側壁の境界条件は非粘性境界条件で定性的には代用できることを示した。これにより、われわれの解析結果は物理現象の説明に有効であること、従って、工学的な応用の可能性があることが明らかになった。(Phys.Fluids Vol.7 No.2 pp.302-306(1995)において発表。)この周期モードの攪乱の成長段階での振る舞いを調べるために、このモードが比較的少数のフーリエモードによって構成されることに着目し、打ち切りモデル方程式を導いた。この方程式を解析することにより超臨界状態において、モードの成長により定常な二次流が形成されるという実験事実を説明した。(数理解析研究集会1995年1月に発表。)底の抵抗のない場合、この長方形セル流は3次元攪乱によって臨界レイノルズ数が決定されることを前年度見い出したが、この結果についての定性的考察および物理現象における観察可能性について議論した。(Phys.Rev.Eにおいて発表予定。)また、底の抵抗のある場合のコルモゴロフ流の非線形安定性に関しては抵抗が非常に強い場合の解析を完成させた。
看護教育における創造的問題解決の教育方法の開発

本研究の目的は、看護教育における創造性に関する現状分析と創造性育成のための教育方法の開発であった。看護学生の創造性や創造力について創造的態度診断テストを用いて調査した。その結果、創造意欲レベルは高く、創造パワーも強力だが不得意タイプも多く、自分の意欲や力を上手く活用できない状況と判断された。創造技法を用いた授業実践の結果、自分の考えを表現することを苦手とする看護学生には、ラベルワークやブレイン・ライティング法が有効であると分かった。看護教育において創造性の育成は重要課題であり、近年多くの看護教育者は創造性の重要性を意識して教育実践し、その報告も多々見られるようになってきた。しかしながら、そもそも看護における創造性とは何かに言及した報告は少なく教育実践も試行錯誤の段階といえよう。本研究はそうした状況を踏まえて、まずは創造性に関する実態調査をし、創造性を育成する上での問題解決のための示唆を得る。さらにその成果をもとに、最終的には看護教育における創造性育成のための教育方法を開発することにある。2008年度は、日本、中国、韓国の看護大学生の創造性についての意識と能力の特徴とその要因を知ることを目的に調査を実施した。質問紙は、創造性に関する意識を調査するものとして「創造的態度診断テスト;Creative Behavior Test」)、創造能力を調査するものとして「Torrance Test」「トーランステスト看護版(研究者開発)」を用いた。調査は各大学の教室において一斉に実施し提出は自由意志とした。調査は計画通り実施し、現在は分析を進めている。一部分析が終了したものを「日本・韓国・中国の看護大学生における創造性の国際比較-Creative Behavior Testを用いて-」として、2009年8月に中国の北京で開催の「日、中、韓看護学会」で発表する予定である。また中国や韓国を訪問し看護の現状視察や、看護教員、看護大学生と創造性をテーマにディスカッションを行なった。その結果、看護教員も学生も創造性に関して深い関心を抱いていること、教育実践では創造性を意識して様々な工夫をしていることがわかった。今後は、1)日本の看護大学生を対象にした実態調査を継続しておこない、看護教育において創造性は育成されているのかどうかを明らかにする。2)創造的問題解決の教育方法の試案を作成していく予定である。2009年度の主な研究計画は、1.看護大学生を対象とした創造性に関する実態調査を継続して実施し、看護教育において創造性は育成されているかを明らかにする2.創造的問題解決の教育方法の試案を作成するであった。1.創造性に関する実態調査は、創造的態度診断テストとトーランステストを用いて実施し、その結果を国際比較として中国(北京)で開催された「第1回日本・中国・韓国看護学会」、第29回看護科学学会において発表した。また論文として、日本創造学会論文誌に、「日本・中国・韓国の看護大学生と一般大学生の創造的態度の比較研究」の論文名で投稿し掲載された。2008年度に中国で実施した「看護教育における創造性に関する認識の調査」を、2009年度はシンガポールにおいて、看護大学生、看護教員を対象にインタビュー調査を行った。この結果は2010年度に看護の学会で発表の予定である。さらに、研究経過の中で「看護及び看護教育における創造性の定義を明らかにする必要性が生じたことから、「看護教育における創造性の概念分析」に取り組むこととし、2009年度から開始した。2.創造的問題解決の教育方法の試案の作成に関しては、試行段階ではあるが取り組の経過とその成果をシンポジウムで発表し評価を受ける機会を持った。また、創造性を育成する一つの方法であるブレインライティングのワークショップを開催し、参加者からの評価を受けた。以上、2009年度の研究は計画通り遂行することができた。これまで看護職者の能力として重要な個性や創造性を伸ばす教育について研究してきた。「個性的能力や創造性を伸ばすには、"ほめる"ことが重要である」と言う弓野教授の指導を受け、22年度は個性的能力と創造性を伸ばすほめ言葉の研究を主として実施した。看護師や看護学生の「患者に対するほめ言葉」、看護師の「臨床場面における学生へのほめ言葉」の調査を行った。その成果を日本創造学会第32回研究大会、第1回せいれい看護学会学術集会で発表した。また、中国の看護師を対象にした調査も実施し、日本と中国の比較として、2011年度日、中、韓看護学会において発表する予定である。これまでの調査から、多くの看護師が、過去の体験として自身のほめられた体験の認識が少なく、ほめることを苦手としていることが明らかとなった。さらに看護師や看護学生は自尊感情や自己肯定感が低いという結果を得た。自尊感情や自信のなさを改善するためには、個人の個性や創造性を奨励することが有効であることが予想され、個性や創造性の育成のために看護職者や教育者が多くの「ほめ言葉」や「ほめ方」を持つ必要性があるといえる。

看護教育における創造性育成のための方法を模索して、創造技法と言われているCPS(創造的問題解決)やブレインライティングなどをさまざまな場面で行ってきた。その中で、自尊感情や自己肯定感が比較的低く自分の考えは持っていても発言に結びつかないという特徴を持つ現代の看護学生にとっては、ブレインライティングは有効な方法であるという結論に至った。
超弦理論の非摂動的効果に関する研究

ビッグバン宇宙論では、宇宙誕生の超高温・超高密度の状態では、弱い力・強い力・電磁気力だけでなく重力も元来ひとつであったと考えられている。超弦理論はこれ等4つの相互作用の統一理論の有力な候補である。この研究では行列模型による超弦理論の定式化の解析を行った。超弦理論では理論の整合性から時空の次元が4次元ではなく10次元であることが要求されるが、計算機を用いた行列模型の数値計算によって私たちの住む4次元時空が生成した仕組みについて調べた。平成24年度は、10次元の時空で定義された超弦理論から私たちの住む4次元時空がどのように生じるかについて研究を行った。超弦理論の非摂動論的定式化の候補としてIKKT行列模型が挙げられる。今年度はウィック回転をしたEuclid時空でのIKKT行列模型の数値シミュレーションによって、時空の対称性の破れの知見が得られた。今年度は超対称性を持った6次元IKKT行列模型のSO(6)回転対称性の破れを調べた。ガウス展開法と呼ばれる解析計算によれば、SO(6)対称性がSO(d)に破れるときd=3が一番エネルギー的に安定であること、及び時空の潰れ方に関する詳細な情報が得られたが、今回の数値シミュレーションによってガウス展開法で得られた知見を再現する結果が得られ、これは第一原理計算より時空の生成の仕組みを理解するうえで重要な結果である。この成果は2012年6月に共同研究者のKonstantinos N. Anagnostopoulosによって国際会議Lattice 2012で発表された。また、有限温度ゲージ理論の問題は、ゲージ重力対応を通して超弦理論におけるブラックホール解の性質を調べるうえで重要な問題である。2012年10月に出版した論文"New States of Gauge Theories ona Circle"では、高温領域に於いては、不安定な非閉じ込め相が、閉じ込め相に直接辿り着くのではなく、ゲージ場の固有値の配位が複数個の塊を成す中間状態を経ることが分かった。また、S1円上の1次元ゲージ理論に対応するKaluza Klein重力理論に於いて、固有値の配位が複数個の塊を成す中間状態が、S1円上に局在化する複数のblackholeに対応することを論じた。平成25年度は以下の2つの成果を得る事が出来た。一つはユークリッド空間上のIKKT行列模型の回転対称性の破れである。平成25年度は簡単のために超対称性を持った6次元IKKT行列模型のSO(6)回転対称性について調べた。フェルミオンを積分して得られる行列式(10次元の場合はパフィアン)が複素数であることから、数値シミュレーションを行う上で所謂「符号問題」に直面する。この論文では、6次元IKKT行列模型に対して、複素数の分配関数の位相部分と相関のある物理量に拘束を課すことで符号問題を克服する方法論である「因子化法」を適用した。ガウス展開法という近似による解析計算からは、SO(6)回転対称性がSO(d)に破れ(d=2,3,4,5)d次元の広がった方向と(6-d)次元の縮んだ方向に分かれるとき、縮んだ方向の大きさがdに依らず一定であること、及び対称性が破れた後の体積がdに依らないことが予測されている。私たちの数値シミュレーションではこれらの性質を再現することに成功した。もう一つの成果は有限温度のBFSS行列模型の閉じ込め・非閉じ込め相転移である(これに関しては論文投稿中)。この行列模型の数値シミュレーションによって、この行列模型の次元が小さいときには、閉じ込め・非閉じ込め相転移が1次相転移であることを示した。解析的な近似計算で、次元が大きい場合は高次相転移であることを合わせて考えれば、相転移の次数が次元に依存していることが明らかになった。これと類似した相転移の次元依存性は重力理論におけるGregory-Laflamme相転移や、流体におけるRayleigh-Plateau相転移でも知られている。有限温度の行列模型の相転移において、重力理論や流体との類似点を見出したことは、今後の重力、流体の研究において重要な意義を持つと考えられる。超弦理論の非摂動論的定式化であるIKKT行列模型では、時空のSO(10)回転対称性が自発的に破れ、私たちの住む4次元時空が力学的に生成されると考えられている。このSO(10)回転対称性の破れにおいては、フェルミオンを積分して得られる行列式の複素成分が本質的な役割を果たすが、いわゆる「符号問題」のため数値シミュレーションが困難である。2011年8月に、Anagnostopoulos、東、西村は論文"A practical solution to thesign problem in a matrix model fordynamicalcompactification"を投稿し、同10月にJournal of High-Energy Physics(JHEP)誌に出版された。

この研究成果は、超弦理論から私たちの住む4次元時空など標準模型の表す物理的な描像がいかに生じるかを理解するうえで重要な役割を果たすものである。また、有限温度ゲージ理論の非閉じ込め相転移の問題は、ゲージ重力対応を通して超弦理論におけるブラックホール解の性質を調べるうえで重要な問題である。この問題については1/D(Dはスカラー場の次元)展開という手法で調べられてきたが、相転移の温度や次数などに関してモンテカルロシミュレーションによる数値計算による第一原理計算と比較検討することにより、新しい知見が得られた。平成26年度には、超弦理論の摂動論に依らない定式化であるIKKT行列模型における、時空の生成の仕組みについて以下の2つの成果が得られた。一つはウィック回転したユークリッド型のIKKT行列模型の回転対称性の破れである。この場合はフェルミオンを積分して得られるパフィアンが複素数であることから、数値シミュレーションを行う上でいわゆる「符号問題」に直面する。ユークリッド型のIKKT行列模型はSO(10)の回転対称性を持つが、SO(10)からSO(d)への破れは、d次元時空の生成に対応する。この対称性の破れにはパフィアンの複素数の位相部分が本質的な役割を果たすことが知られている。このような系の数値シミュレーションを行うために、パフィアンの位相部分と相関のある物理量に拘束を課す「因子化法」を適用した。これまでの簡単化した行列模型の研究を通して数値計算の方法論を確立し、平成26年度にはIKKT行列模型自体の数値計算を実行に移すことが出来た。もう一つはウィック回転をしないローレンツ型のIKKT模型の数値計算である。これまでのKim・西村・土屋の研究で9次元の空間方向のうち3次元がある時刻を境に膨張することが知られている。ローレンツ型のIKKT模型の数値計算を行うためには正則化を行う必要があるが、平成26年度には赤外カットオフが空間方向の膨張に及ぼす効果についてSchwinger-Dyson方程式を用いて精査を行い、時空の生成の仕組みについて理解が深まった。これ等2つの研究成果について、何れも2015年3月の日本物理学会等で発表を行った。素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理超弦理論において、時空の対称性の破れを調べる研究については今年度は着実な進歩がみられた。因子化法を用いて行列模型の数値シミュレーションを行う手法については、Euclid化した6次元IKKT模型におけるSO(6)回転対称性の破れを数値的に解明することが出来た。このことは、実際の10次元IKKT行列模型における時空の破れにおいて大きな示唆を与えるものである。また、有限温度ゲージ理論の問題に関しても新しい知見が得られ、blackholeの性質について理解が深まったと考えられる。本年度は、IKKT行列模型の回転対称性の破れにおいて重要な知見が得られた。この研究成果は、私たちの住む4次元の宇宙がどのように生成されたかを理解するうえで、また符号問題を持つ一般の系を数値的に解析するうえで重要なものである。
CERN-SPS加速器による宇宙線電子・ガンマ線観測装置の較正実験

CERN-SPS加速器を用いたビーム照射実験によって、宇宙線観測装置CALETのプロトタイプ検出器の性能評価を行った。検出器の各層でのエネルギー損失、シャワー軸再構成、粒子選別の解析を行い、エネルギー分解能、角度決定精度、粒子選別能力などの検出性能を確認することができた。また、それらをシミュレーションと比較することで、実機におけるデータ解析でも必須となるシミュレーションの把握も行えた。CALETの解像型カロリメータ(IMC)と全吸収型カロリメータ(TASC)の部分的な試験を8月と11月にCERN-SPSのT2-H4ビームラインにて電子、陽子、ミュー粒子のビームを用いて行った。8月の実験では、イタリアのMarrocchesi教授らの準備したIMCのSciFi検出器とシリコンピクセルアレー検出器、Adriani教授らの準備した中性子検出器と共に、TASCの結晶シンチレータ(BGO、PWO)をPD(フォトダイオード)、APD(アバランシェPD)、PIN-PD等の光検出器で読み出す試験を行い、11月にはTASCについての実験を主に行った。TASCの試験では、電子等の入射粒子によって検出器内で発生するシャワー粒子が光検出器を直接通過するような場合に出力信号への影響がどの程度になるかを試験した。結晶シンチレータの一部はダミーの鉛を用いた。その結果、シャワー粒子が光検出器を直接通過する影響は、シャワー粒子による結晶シンチレータの発光を光検出器で検出した際の信号に対して、ほぼシミュレーションによる予想通りの割合であることを確認した。詳細な検討は、第2年度にダミーの鉛を全て結晶シンチレータを用いることでさらにCALET実機に近い状態で試験を行って確認する予定である。尚、CALETは平成22年度4月より、JAXAによって開発フェーズに移行することが承認され、本研究による試験の重要性が増した。平成22年度は、CERN-SPSのT2-H4ビームラインでのビーム照射実験を、CALETに与えられた9月20日から30日までの10日間のマシンタイムの間に行った。JAXAにおいて開発フェーズに入ったCALETの解像型カロリメータ(IMC)と全吸収型カロリメータ(TASC)について、実機の検出器構成を部分的ながらほぼ実現する試作品を製作し、電子、陽子、ミュー粒子のビームを照射して、性能評価試験を行った。IMCについてはX方向のみではあるが32mm幅のシンチファイバーベルトにタングステンを3 r.l.分挿入したもの製作した。また、TASCについてはPWO結晶シンチレータを2本を8層に組み、それをPMTやPD/APDで読み出した。トリガーについては、IMCのシンチファイバーベルトの読み出しに用いる64chマルチアノードPMTのラストダイノード信号と、TASC最上層のPWOを読み出すPMT信号によるトリガーのテストも行った。今回のCERN-SPSでのビーム実験では、陽子ビームについては充分な陽子の純度が得られなかったが、ミュー粒子ビームによって得られたl MIP(Minimum Ionizing Particle)のデータはシミュレーションをよく再現した。そして、電子ビームによって得られたデータについては、ミュー粒子によって得られたADC値のMIP換算を施してシミュレーションと比較したところ、各層でのエネルギー損失、シャワーカーブ、エネルギー分解ともに、実験データとシミュレーションが良く一致する結果が得られていることを確認できた。その結果、CALETのための検出器の性能を電子についてはほぼ確認することができた。平成23年度のCERN実験での課題として、電子と陽子の選別能力を確認するために純度の高い陽子ビームを照射することが残っている。宇宙線電子・ガンマ線観測計画CALETは、JAXAにおいて平成22年度より開発フェーズへ移行し、宇宙ステーションへの打上げは平成26年に予定されている。我々は、シミュレーション、加速器ビーム実験、気球実験を行うことで装置の性能評価、開発製作を推進している。本研究では、CERN-SPS加速器の電子と陽子ビームを用いた照射実験をH21-23年の間に段階的に行って、装置性能の検証と較正を行うことを目的とした。本研究の最終年度には、SPS加速器のH4ビームラインにおいて9月1929日のうちの7日間で、(陽)電子、陽子、ミュー粒子の各ビームをプロトタイプ検出器に照射した。(陽)電子および陽子ビームは、検出器中のタングステン層やPWO層で相互作用を雪崩的に起こし、その結果シャワー現象が発生する。シャワー中の荷電粒子をシンチファイバーやPWOシンチレータによって検出することによって、エネルギーや入射角度を決定するとともに入射粒子の判別も行う。ミュー粒子は、最小電離損失粒子によるゲインキャリブレーションに用いた。プロトタイプ検出器の構成は、幅が実機の1/141/8ではあることを除けば、粒子の通過する深さ方向などは実機と同じ構成になっている。ミュー粒子23万イベント、(陽)電子38万イベント、陽子195万イベントを取得した。取得データをもとに、検出器の各深さでのエネルギー損失、シャワー軸再構成、粒子選別の解析を行い、エネルギー分解能、角度決定精度、粒子選別能力などの検出性能を確認することができた。

また、それらのシミュレーションデータとの比較も行った。これまで、フライトモデルの性能評価はシミュレーションによっていたが、このプロトタイプモデルによってその性能を実証するだけでなく、実機におけるデータ解析でも必須となるシミュレーションについても把握することができ、本研究の目的を達成することができた。
可換環論における線型加群の存在とその役割について

具体的には,以下の通りである.局所環上の線型Cohen-Macaulay加群とは,それに付随する次数付加群がCohen-Macaulayであり,多項式環上の分解がlinearと呼ばれる分解を持つことである。この概念は,生成元の個数が重複度と一致するという局所的な情報で置き換えることができる。この研究に先立ち,Buchsbaum加群(あるいは,F.L.C.)の重要な不変量であるI-invariantを用いて,線型Cohen-Macaulay加群の概念をBuchsbaum加群まで拡張する研究が行なわれた。しかし,この方法ではnon-Cohen-Macaulay locusが大きい加群に対しては拡張できず,その一般化の障害になっていた。今回の研究成果の一つは,この障害をVasconcelosにより導入されたhomological degreeの概念を用いることによりクリアし,線型Cohen-Macaulay加群の概念をnon-Cohen-Macaulay locusが大きい加群にまで拡張できたことである。一方で,homological degreeの概念は,扱いにくいため,別の不変量を用いた一般化が今後の課題として残った。Surjective Buchsbaum加群の性質に関する研究としては,二つのsurjectiveBuchsbaum加群のtensor積のBuchs-baum性の証明などの成果を得た。また,この研究から,特異点の研究の重要性を再認識し,正標数の特異点の研究を開始した。これらの成果は,日本大学の渡辺氏との共同研究という形で成果を整理している段階である。本年度の実績としては3つの成果を得た。一つは線型コーエン・マコーレー加群の一般化としての線型ブックスバウム加群を、ホモロジカル次数という新しい概念を用いて、さらに一般化することに成功したことである。ホモロジカル次数は、一年程前にヴァスコンセロスが導入した概念で、算術的次数と同様に計算可能な不変量である。今後の発展の可能性を探るため、今年度はノートパソコン及び計算ソフトを購入した。もう一つの成果は線型コーエン・マコーレー加群の表現論を展開する足掛かりを得ることに成功したことである。この方面の展開としては、すでにある極大コーエン・マコーレー加群の表現論に基づき、極大線型コーエン・マコーレー加群が有限表現型になるようなコーエン・マコーレー局所環を調べる方法をいくつか確立し、ある性質を持つコーエン・マコーレー局所環の場合には極大線型ブックスバウム加群に対しても同様にその表現論を展開する方法を提供した。この方面の成果発表は研究代表者が可換環論シンポジウム等で発表する形をとった。また、これらの研究に関連して、研究協力者として千葉大学の西田氏らを京都大学に招聘し、研究代表者(吉田)及び分担者(橋本)らも参加して成果発表のセミナーを行った。最後の成果としては、これらの線型加群の理論の発展などと関連させて、正標数の可換環論におけるある不変量を研究することに着手した。この研究は日本大学の渡辺氏とも協力して現在もなお続いている。この研究は本年度終わり頃から始めたため、研究成果として具体的な形はとっていない部分が多いが、すでに分担者(橋本)、研究代表者と渡辺氏らがそれぞれ独立に成果発表準備を進めている。また、次年度への展開としては、長野高専の宮崎氏らとも協力して、代数幾何学側面からの研究もより活性化していくべく、海外からの研究者を招聘することを視野に入れて進めることを検討している。具体的には,以下の通りである。局所環上の線型Cohen-Macaulay加群とは,それに付随する次数付加群がCohen-Macaulayであり,多項式環上の分解がlinearと呼ばれる分解を持つことである。

しかし,この方法ではnon-Cohen-Macaulay locusが大きい加群に対しては拡張できず,その一般化の障害になっていた。今回の研究成果の一つは,この障害をVasconcelosにより導入されたhomological degreeの概念を用いることによりクリアし,線型Cohen-Macaulay加群の概念をnon-Cohen-Macaulay locu8が大きい加群にまで拡張できたことである。一方で,homological degreeの概念は扱いにくいため,別の不変量を用いた一般化が今後の課題として残った。Surjective Buchsbaum加群の性質に関する研究としては,二つのsurjectiveBuchsbaum加群のtcnsor積のBuchs-baum性の証明などの成果を得た。また,この研究から,特異点の研究の重要性を再認識し,正標数の特異点の研究を開始した。これらの成果は,日本大学の渡辺氏との共同研究という形で成果を整理している段階である。
原始レベルで構造規制されたTiO_2(100)面の形成と光触媒機能の向上

TiO_2電極と微粒子系の両方において、光エッチングを利用して構造規制された面を形成し、水の光分解や光触媒反応の分子レベルの機構を明らかにし、これをもとに光触媒活性の向上と新しい光触媒反応の開発をはかることを目的に研究を行った。まず光エッチングについては、単結晶TiO_2(ルチル)の場合、水素還元処理における加熱温度を500°C程度に抑えると、きれいに配列したナノオーダーの周期的な規則構造をもつ(100)面露出の表面が得られることを明らかにした。微粒子TiO_2の光エッチングについても研究を進め、Pt担持TiO_2微粒子を硫酸水溶液中で光照射すると、ナノ細孔が形成することを確認した。ただし、この場合には、光エッチングで生じるナノホールの直径が、単結晶TiO_2電極の場合に比べて1/10ほどに小さくなること、また光エッチングの起こりやすさが粒径に依存し、粒径が小さくなるほど起こりやすくなることを明らかにした。光触媒反応の分子論的機構の解明については、新しくZnSe単結晶を用いる多重内部反射(MIR)FTIR法を採用して、水溶液中における光照射で生成したTiO_2表面上の光触媒反応(おもに光生成した電子による溶存酸素の還元反応)の初期中間体の検出に世界ではじめて成功した。溶液のpH、溶存酸素の有無、溶液中へのFe<3+>イオン(電子捕捉剤)やメタノール(正孔捕捉剤)の添加、重水置換等の効果を詳細に調べ、また文献による金属-酸素錯体のIR吸収バンドなどとの比較を行い、TiO_2微粒子表面における励起電子による酸素還元反応の初期過程について、新しい分子論的機構を提案した。TiO_2微粒子表面における酸素還元反応の中間体は、光触媒反応(廃棄物、有害物質等の光分解)において重要な役割を果たしているとされており、この意味でこの結果は大変興味深い。
無線通信マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の開発

今年度は,無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の開発において,昨年度まで得られたMAC層のモデル化を用いてネットワーク層およびトランスポート層のモデル化まで発展させ,その成果を論文誌,国際会議,国内研究会に発表を行った.今年度の補助金は,計算用計算機,ネットワーク実験における実験消耗品,論文誌への掲載,主に国内/海外発表のための旅費に当てられた.直線上のネットワークトポロジにおけるスループットおよび遅延解析では,片方向直線状無線マルチホップネットワークにおいて任意のホップ数における遅延解析手法を確立した.送信フレーム長の長いときに遅延の解析結果とシミュレーション結果に誤差が生じるという問題に対して,個々の端末のMAC層の動作を詳細にモデル化し,個々の動作のモデルの結合により上記の問題を解決できることを示した.これらの成果は,スループットおよび遅延解析の両面においてボトムアップ的なアプローチの有効性を示している.TCPトラフィックの解析として,これまで得られた解析モデルを基にフローのトラフィックの非対称性を考慮した解析モデルを確立した.最も単純なネットワークトポロジににおいてフレーム長およびトラフィックが異なるネットワークにおけるスループット解析手法を確立した.これらの成果は現在論文投稿準備中であり, TCPトラフィックフローの解析においても,ボトムアップ的なアプローチの有効性を示唆している.ボトムアップ型解析手法を基にすることで,無線マルチホップホップネットワークにおける様々な解析へと発展させることができ,本研究で得られた成果は,今後無線マルチホップネットワークの解析として重要な役割を担うことを示唆している.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は,無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の開発において,最も基礎部分となるMAC層のモデル化を行い,その成果を国際会議,国内研究会に発表を行った.今年度の補助金は,計算用計算機,ネットワーク実験における実験消耗品,主に国内/海外発表のための旅費に当てられた.1.直線上のネットワークトポロジにおける低負荷におけるスループット解析において,低負荷に対するスループット解析手法の基礎を確立し,低負荷時におけるネットワークの評価指標である遅延解析モデルへと発展させることに成功した.遅延解析モデルをさらに発展させて,任意の負荷における無線マルチホップネットワークにおける解析モデルを確立した.2. IEEE802.11eEDCFの解析において,異なる制御パラメータが共存するフローを持っネットワーク環境における解析手法を確立した.さらに,隠れ端末の影響が存在するネットワークに対応した解析モデルを確立した.1および2の成果は無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法におけるMAC層のモデル化にあたり,基幹部分となる.今年度は,無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の開発において,昨年度得られたMAC層のモデル化を用いてネットワーク層のモデル化を行い,その成果を国際会議,国内研究会に発表を行った.今年度の補助金は,計算用計算機,ネットワーク実験における実験消耗品,主に国内/海外発表のための旅費に当てられた.1.片方向直線状無線マルチホップネットワークにおける解析モデルをさらに発展させて,任意の負荷における双方向直線状無線マルチホップネットワークにおけるスループットおよび遅延解析モデルを確立した.2. IEEE 802.11e EDCFの解析において,隠れ端末の影響が存在するマルチホップネットワークにおいて, EDCFの重要な制御パラメータであるAIFSの影響を考慮した解析手法を確立した.1および2の成果は無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法におけるネットワーク層のモデル化にあたる今年度は,無線マルチホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の開発において,昨年度まで得られたMAC層のモデル化を用いてネットワーク層およびトランスポート層のモデル化まで発展させ,その成果を論文誌,国際会議,国内研究会に発表を行った.今年度の補助金は,計算用計算機,ネットワーク実験における実験消耗品,論文誌への掲載,主に国内/海外発表のための旅費に当てられた.直線上のネットワークトポロジにおけるスループットおよび遅延解析では,片方向直線状無線マルチホップネットワークにおいて任意のホップ数における遅延解析手法を確立した.送信フレーム長の長いときに遅延の解析結果とシミュレーション結果に誤差が生じるという問題に対して,個々の端末のMAC層の動作を詳細にモデル化し,個々の動作のモデルの結合により上記の問題を解決できることを示した.これらの成果は,スループットおよび遅延解析の両面においてボトムアップ的なアプローチの有効性を示している.TCPトラフィックの解析として,これまで得られた解析モデルを基にフローのトラフィックの非対称性を考慮した解析モデルを確立した.最も単純なネットワークトポロジににおいてフレーム長およびトラフィックが異なるネットワークにおけるスループット解析手法を確立した.これらの成果は現在論文投稿準備中であり, TCPトラフィックフローの解析においても,ボトムアップ的なアプローチの有効性を示唆している.ボトムアップ型解析手法を基にすることで,無線マルチホップホップネットワークにおける様々な解析へと発展させることができ,本研究で得られた成果は,今後無線マルチホップネットワークの解析として重要な役割を担うことを示唆している.昨年度得られたMAC層の解析のモデル化を用いて,ネットワーク層のモデル化を行った.ネットワーク層のモデル化により,フローのトラフィックに非対称性を考慮した解析手法の開発に成功し,次年度よりトランスポート層のモデル化に進むことができる.これらの成果から,申請者の研究計画はおおむね順調に進展していると結論づけられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度得られた,無線マルチホップホップネットワークにおけるネットワーク層のモデルを用いて,来年度はトランスポート層のモデル化を中心に行う.レイヤが一つ上がり,フローのトラフィックに規則性,非対称性を考慮するなど,次元を上げた数理モデルを構築が必要となる.ネットワークにおける個の動作をよりミクロにモデル化することによって,TCPトラフィックフローにおけるネットワークのボトルネックを明らかにし,マルチホップネットワークにおけるTCPトラフィックがスループット特性に与える影響を解析的に明らかにする.

ボトムアップ型解析手法において基幹部分となるMAC層の解析のモデル化に成功した.また,異なるフレーム長,制御パラメータが共存するフローを持つネットワーク環境におけるIEEE 802.11e EDCFの解析にも成功し,次年度よりネットワーク層のモデル化に進むことができる.これらの成果から,申請者の研究計画はおおむね順調に進展していると結論づけられる.27年度が最終年度であるため、記入しない。今年度得られた,無線マルチホップホップネットワークにおけるボトムアップ型解析手法の基幹部分となるMAC層のモデルを用いて,来年度はネットワーク層のモデル化を中心に行う.これまでの研究成果を発展させ, RTS/CTSを含むネットワークのスループット特性を解析する. RTS/CTSの有無によって,無線マルチホップネットワークにおげるスループット特性の差具を明らかにする.ネットワークトポロジに制限されない解析手法を確立する.そのためには各端末が近隣端末から受ける送信禁止状態などをモデル化する必要がある.このために,グラフ理論を積極的に応用していく.
歯周病原菌が放出する小胞の組織障害性と病態評価への応用

我々は,歯周病と全身性疾患を関連づける新たな因子として,歯周病原菌が放出する『細胞外分泌小胞』を見出した。この小胞は歯周病原菌の膜によって形成,放出される小さな構造物で,小胞内部には歯周病原菌固有の病原因子や核酸を豊富に含んでいた。本研究では,『細胞外分泌小胞』が,血液などの体液を介して口腔領域外の遠隔臓器に到達するか否か,また,歯周病原菌が,菌体から細胞外分泌小胞を放出することで,自らの病原因子を広範囲に拡散し,歯周組織や全身に障害を及ぼすか調べる。さらに,『細胞外分泌小胞』内の因子が歯周病および全身性疾患の重症化の早期診断指標になりうるか検討する。