hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有限グラフ上の探索問題に対する最適意思決定の解析的考察

不可能な故障について:自己安定システムでは故障から回復中の脆弱性を如何に克服するかという問題がある。従来故障にはランダムに異常値をとるというモデルが一般的であったが、システム側の弱点をついた悪意のある故障モデルも考えられる。このモデルの下で多段階2人ゼロ和ゲームを解析することにより、耐故障性のあるシステムを構築できることを示した。
持続的生物生産を支える農業施設の新技術開発

持続的生物生産を支える農業施設の新技術開発のメインテーマのもと,研究領域を5つに分け,農業施設を構成する各要素技術の実用化を目指した以下に示す基礎研究を行った。1)穀物乾燥調製施設の処理効率・品質管理の高度化を目的として(a)穀物乾燥施設の環境負荷低減法,(b)自然エネルギーを用いた穀物乾燥法の確立,(c)非破壊測定法による乾燥施設の省力化,2)非破壊検査技術の複合化と高度化による総合的選果技術の開発を目的として(a)光電気密度音響による複合選果技術,(b)超音波非破壊評価法,(c)センサー信号の並列分散処理,(d)近赤外分光法等による選果技術,3)環境保全型高能率・低コスト化畜舎の設計法の開発を目的として(a)低コスト畜舎の構造,(b)畜舎の低コスト化,(c)臭気の解析・制御,(d)舎内の粉塵・微生物の懐石・制御,(e)アンモニア発生の解析・制御,(f)硝化・脱窒行程の解析,(g)膜複合メタン発酵の効率化・アンモニア耐性メタン発酵,4)新しい食品加工法の導入と品質評価システムの確立を目的として(a)凍結乾燥食品品質設計と評価システムの開発,(b)食品加工施設の微生物プロセスモニタリング,(c)細胞質食品電気インピーダンス解析とその応用,5)高効率省コスト施設園芸の要素技術の高度化を目的として(a)施設園芸システム生産と効率的環境管理技術,(b)大規模園芸施設内部の気象特性,(c)地下部環境の制御技術の開発,(d)施設園芸生産における光環境,(e)園芸施設の新施肥管理技術。これらの各分担研究の成果の一部は関連の学協会誌に既に発表する一方,残りの成果については順次発表の予定である。1)穀物乾燥調製施設の処理効率・品質管理の高度化を目的として(a)穀物乾燥施設の環境負荷低減法,(b)自然エネルギーを用いた穀物乾燥法の確立,(c)非破壊測定法による乾燥施設の省力化2)非破壊検査技術の複合化と高度化による総合的選果技術の開発を目的として,(a)光電気密度音響による複合選果技術,(b)超音波非破壊評価法,(c)センサー信号の並列分散処理,(d)近赤外分光法等による選果技術3)環境保全型高能率・低コスト化畜舎の設計法の開発を目的として(a)低コスト畜舎の構造,(b)畜舎の低コスト化,(c)臭気の解析・制御,(d)舎内の粉塵・微生物の解析・制御,(e)アンモニア発生の解析・制御,(f)硝化・脱窒工程の解析, (g)膜複合メタン発酵の効率化・アンモニア耐性メタン発酵4)新しい食品加工法の導入と品質評価システムの確立を目的として,(a)凍結乾燥食品品質設計と評価システムの開発,(b)食品加工施設の微生物プロセスモニタリング,(c)細胞質食品電気インピーダンス解析とその応用5)高効率省コスト施設園芸の要素技術の高度化を目的として,(a)施設園芸システム生産と効率的環境管理技術,(b)大規模園芸施設内部の気象特性,(c)地下部環境の制御技術の開発,(d)施設園芸生産における光環境,(d)園芸施設の新施肥管理技術。これらの各分担研究の成果は関連の学協会誌に順次発表の予定である。

1)穀物乾燥調整施設の処理効率・品質管理の高度化を目的として(a)穀物乾燥施設の環境負荷低減法,(b)自然エネルギーを用いた穀物乾燥法の確立,(c)非破壊測定法による乾燥施設の省力化2)非破壊検査技術の複合化と高度化による総合的選果技術の開発を目的として,(a)光電気密度音響による複合選果技術,(b)超音波非破壊評価法,(c)センサー信号の並列分散処理,(d)近赤外分光法等による選果技術3)環境保全型高能率・低コスト化畜舎の設計法の開発を目的として(a)低コスト畜舎の構造,(b)畜舎の低コスト化,(c)臭気の解析・制御,(d)舎内の粉塵・微生物の解析効率化・アンモニア耐性メタン発酵4)新しい食品加工法の導入と品質評価システムの確立を目的として,(a)凍結乾燥食品品質設計と評価システムの開発,(b)食品加工施設の微生物プロセスモニタリング,(c)細胞質食品電気インピーダンス解析とその応用5)高効率省コスト施設園芸の要素技術の高度化を目的として,(a)施設園芸システム生産と効率的環境管理技術,(b)大規模園芸施設内部の気象特性,(c)地下部環境の制御技術の開発,(d)施設園芸生産における光環境,(d)園芸施設の新施肥管理技術。これらの各分担研究の成果は関連の学協会誌に順次発表の予定である。持続的生物生産を支える農業施設の新技術開発のメインテーマのもと,研究領域を5つに分け,農業施設を構成する各要素技術の実用化を目指した以下に示す基礎研究を行った。1)穀物乾燥調製施設の処理効率・品質管理の高度化を目的として(a)穀物乾燥施設の環境負荷低減法,(b)自然エネルギーを用いた穀物乾燥法の確立,(c)非破壊測定法による乾燥施設の省力化,2)非破壊検査技術の複合化と高度化による総合的選果技術の開発を目的として(a)光電気密度音響による複合選果技術,(b)超音波非破壊評価法,(c)センサー信号の並列分散処理,(d)近赤外分光法等による選果技術,3)環境保全型高能率・低コスト化畜舎の設計法の開発を目的として(a)低コスト畜舎の構造,(b)畜舎の低コスト化,(c)臭気の解析・制御,(d)舎内の粉塵・微生物の懐石・制御,(e)アンモニア発生の解析・制御,(f)硝化・脱窒行程の解析,(g)膜複合メタン発酵の効率化・アンモニア耐性メタン発酵,4)新しい食品加工法の導入と品質評価システムの確立を目的として(a)凍結乾燥食品品質設計と評価システムの開発,(b)食品加工施設の微生物プロセスモニタリング,(c)細胞質食品電気インピーダンス解析とその応用,5)高効率省コスト施設園芸の要素技術の高度化を目的として(a)施設園芸システム生産と効率的環境管理技術,(b)大規模園芸施設内部の気象特性,(c)地下部環境の制御技術の開発,(d)施設園芸生産における光環境,(e)園芸施設の新施肥管理技術。これらの各分担研究の成果の一部は関連の学協会誌に既に発表する一方,残りの成果については順次発表の予定である。
代替フロン類の大気中における分解生成物の研究

1.200K340Kにおいて、光照射および赤外吸収スペクトルの測定が可能な光路長1mのセルを試作した。低温測定用金属製セル(光路長4cm)で、代替フロンの赤外吸収断面積の温度依存性を検討し、低温では線幅が減少し吸収極大が増大することを明Yらかにした。3.ハロゲン化アルキルのヨウ素化物の光照射により、直接HCFCの分解ラジカルを気相中に生成させ、酸化分解反応を明らかにした。
地域交通政策への適用を目的としたタクシー市場での競争と規制の実証分析

本研究は,日本のタクシー市場における競争を機能させる要因と規制の効果について実証的に明らかしたものである。分析の結果,以下の3点が明らかとなった。第1に,タクシー事業の全要素生産性を計測したところ,分析対象期間ではTFP成長率がおおむね負であった。第2に,流し営業が主体となる大都市のタクシー事業の経営分析を行った結果,規制政策の変更が経営指標の改善に効果的ではなかったことが明らかとなった。そして第3に,参入規制がタクシー車両数に与えた影響をみたところ,規制緩和および規制強化ともにタクシー車両数の増減に影響を与えたことが明らかとなった。本年度の研究成果は、以下の3点である。第1に、タクシー事業に関する国内外の経済理論研究および実証研究の文献調査を実施した。本年度実施した先行研究の整理を踏まえて、次年度では日本のタクシー市場における規制緩和および再規制の効果を分析するための経済モデルを構築する予定である。第2に、日本のタクシー事業に関するデータについて、担当官庁である国土交通省へインタビュー調査を行うなどデータの所在確認を実施したうえで、可能な限り収集を試みた。より具体的には、1ハイタク問題研究会編『ハイヤー・タクシー年鑑』(都道府県別輸送実績データ、1987年から2014年まで)と2国土交通省自動車局編『自動車運送事業経営指標』(2001年から2013年)を体系的に収集した。本年度収集したデータを用いて、次年度以降実証分析を行う予定である。そして最後に、来年度以降の予備的な研究を上記を踏まえて行い、国内外で計2件の成果発表を行った。具体的には、第1に、イギリスのリーズ大学ITS研究所で開催されたセミナーにおいて、「The Impact of Reregulation on Taxicab Demand: Recent Evidence from Japan」と題して、日本のタクシー市場における再規制の効果について、タクシー需要関数の推定結果をもとに論じた。第2に、タクシー政策の研究論文を体系的に掲載している雑誌『タクシー政策研究』の第3号へ、「大都市におけるタクシー事業の経営分析」と題した論文を提出した。本論文は,タクシー事業に関して基礎的な経営指標を算出したうえで,その時系列の変化を論じたもので,来年度の雑誌発刊を予定している。本年度は、昨年度に引き続き、タクシー事業に関する国内外の経済理論研究および実証研究の文献調査を実施した。あわせて、日本のタクシー事業に関するデータについて、昨年度に引き続き、可能な限り収集に努めた。以上を踏まえて、本年度の研究成果は大きく以下の2つに分類できる。第1に、1991年度から2011年度までの21年間におけるタクシー事業の全要素生産性の計測を行った。計測の結果、1分析対象期間においては、TFP成長率はおおむねマイナスが続いていること2タクシー事業の規制政策が変更された期間では、需給調整規制の撤廃以降、2002年度から2006年度の5年間では3か年でTFP成長率がプラスになり、他の期間に比べると生産性の改善があったことの2点が明らかとなった。第2に、流し営業が主体となる大都市のタクシー事業を分析対象として、その経営指標である収益性指標、生産性指標および運行効率指標に対して、規制政策の変更が与えた影響について多重比較をもとに分析を行った。分析の結果、1どの経営規模においても、タクシー事業者の全事業営業収益は1991年度から減少傾向にあったこと、2収益性指標に関する分析を行った結果、大都市のハイタク事業では経営に投下した資本をタクシー事業者が有効に活用できていなかった可能性があること、3生産性指標の分析を行った結果、どの経営規模のタクシー事業者も全体として労働生産性が低下していたことの3点が統計的に明らかとなった。以上の分析結果に基づいて運行効率指標の分析を行った結果、現行制度下で労働生産性を高めることによって収益性を改善するためには、経営規模にかかわらず実車率を高める方法を重点的に検討すべきということを指摘した。本研究課題が本年度までに計画を予定していた内容(4点)のうち、1産業組織論の視点によるタクシー市場に対する政府の介入手法に関する最新の研究動向の文献調査、2入手したタクシー事業に関するデータのデータベース構築、3入手データに基づくパネルデータ分析の実施の3点についてはおおむね達成できたと考えられる。ただし、データ収集に予想以上に時間を費やしたため、本年度までに研究実施を予定していた4地域ごとの経済厚生の推計と規制の変更前後での厚生比較については次年度に持ち越すこととなった。以上から、本年度の達成度を「おおむね順調に進展している」と自己評価した。本年度は,タクシー事業に関する国内外の経済理論研究および実証研究の文献調査を継続した。また,日本のタクシー事業に関する継続的なデータ収集も実施した。以上を踏まえて,本研究の目的である「規制緩和の効果の分析」と「各地域のタクシー市場の構造の解明とその分類」を達成すべく,本年度は主に以下の三研究を実施した。第一に,2002年から始まった需給調整規制の撤廃と2009年以降に実施された参入規制の強化がタクシーの車両数の増減に影響したのかどうかについて検証した。分析の結果,需給調整規制の撤廃は車両数の増加に寄与し、特定地域における一般乗用旅客自動車運送事業の適正化及び活性化に関する特別措置法による再規制は車両数の減少に寄与することがわかった。この分析結果については,日本交通学会第75回研究報告会にて「タクシー事業の規制政策と参入退出」と題して共同報告を行った。第三に,『2016年版交通政策白書』および『自動車運送事業経営指標』を用いて,主に労働生産性の視点から今後のタクシー事業での人材問題について検討した。

この分析結果については,雑誌『運輸と経済』第76巻第10号に収録されている。これらの定量的な研究成果は,先行研究の知見に厚みを増すものと考えられ,学術的および交通政策立案の際の基礎的資料としても有用なものと考えられる。本研究は,日本のタクシー市場における競争を機能させる要因と規制の効果について実証的に明らかしたものである。分析の結果,以下の3点が明らかとなった。第1に,タクシー事業の全要素生産性を計測したところ,分析対象期間ではTFP成長率がおおむね負であった。第2に,流し営業が主体となる大都市のタクシー事業の経営分析を行った結果,規制政策の変更が経営指標の改善に効果的ではなかったことが明らかとなった。そして第3に,参入規制がタクシー車両数に与えた影響をみたところ,規制緩和および規制強化ともにタクシー車両数の増減に影響を与えたことが明らかとなった。本年度は、主にタクシー事業における質的要因と選択可能性に関して、経済理論研究および制度研究としていくつか残っている文献調査を実施し、タクシー事業に関する先行研究を整理することを予定していたが、現時点ではおおむね達成できたと考えられる。また、本研究の着想に至った申請者の研究分析結果から、以下のような3点の研究課題が残されており、他の先行研究においてもいまだ解決されていないため、本年度の研究において、その克服に向けた作業に着手する予定であった。1タクシー市場に関する基礎的なデータの継続的な収集2タクシー市場における需要に与える要因(変数)の発見とデータの収集3プールデータによる実証分析からパネルデータによる実証分析への拡張このうち、1と2については、今後の分析に必要な基礎的データを1987年から2014年まで入手するなど、おおむね達成できたと考えられるが、とくに1について想定以上の時間と労力を要したため、3についてはいまだ達成できていない。しかしながら、3に向けた準備は本年度内で実施できたため、来年度以降の研究状況に大きく影響を与えるものではないと判断できる。そのため、本年度の達成度を「おおむね順調に進展している」と自己評価した。交通経済学来年度以降は、第1に、産業組織論の視点による、タクシー市場に対する政府の介入手法に関する最新の研究動向について文献調査を終えたい。第2に、今年度入手できた基礎的なタクシーデータをもとに、1987年から2014年までのパネルデータ分析の実施を行う予定である。より具体的には、日本のタクシー市場における地域ごとの経済厚生の推計とタクシー事業に対する規制の変更前後での厚生比較を行う予定である。そして第3に、パネルデータ分析の結果によって、今年度収集したデータを補完するために、タクシー協会へのアンケート調査によるデータの入手も新たに検討する。
熱耐性菌・古細菌のRecA蛋白質を用いた組換え機構の分子進化的研究

RecA蛋白質は、原核生物の遺伝的組換えにおいて中心的役割を果たす蛋白質である。近年、多くの真核生物においてもRAD51などのRecAホモログが見つかってきている。これらRecA様組換え蛋白質は、遺伝子組換えの他、遺伝子の発現調節、DNAの複製にも大きく関わるが、その機能発現機構には未解決の現象がまだ多く残されている。一般に、耐熱性菌の蛋白質は非常に安定性が高く、X先結晶解析をはじめとする物理化学的な測定に適していることが知られている。そこで本研究では、進化的に大きく異なる古畑菌・原核生物・真核生物のRecA蛋白質の比較解析から、その機能発現機構を解明することを目的として、まず耐熱性菌・古細菌のrecA遺伝子のクローニングを試みた。まず、ロシア国内の温泉から、Methanosarcina sp.TS-2、Halococcus turomenicus B1734、Desulfurococcus amynoliticus、Halobacterium distributum B1733、B1739などの多くの熱耐性菌を採集した。RecA?RAD51で高度に保存されているアミノ酸配列を元に作製したプライマーを用いて、ゲノムからPCR法によってDNA断片を増幅し、これをプローブとしてゲノムDNAの遺伝子バンクから、recA/RAD51蛋白質と比較することにより、すべての生物種に共通で、しかも機能発現に必要な領域を明らかにした。また、この実験の過程で、D.amynoliticusゲノムDNAからトポイソメラーゼと有意な相同性を示す新しい遺伝子も見出された。この遺伝子産物の機能は今のところ不明であるが、古細胞における組換え機能を考える上で非常に興味深いものであり、これについても現在解析中である。次に、全ての生物種に共通する組換え機構の基本的性質を明らかにするために、遺伝子操作系が確立した生物の中で、最も高温で棲息する代表的な耐熱性原核生物の高度好熱菌Thermus thermophilusHB8からrecA遺伝子をクローニングした。遺伝子操作を利用して量産化後、精製した好熱菌RecA蛋白質は、DNA鎖交換反応、DNA依存性ATP加水分解などの活性を有しており、これらが相同的組換え反応に必須の性質であることが示された。好熱菌RecA蛋白質の最大活性は70°C付近にあり、常温菌酵素と比べると、熱や変性剤に対してはるかに安定であった。この安定性を利用して、X線結晶構造解析のための結晶化を行ったところ、容易に結晶を得ることができた。また、常温菌酵素では困難であったDNA依存下での結晶化にも成功した。これらについては、現在解析データを収集中である。さらに,好熱菌RecA蛋白質は一部のドメインを取り除いても安定な構造を保持できることから、NMRによる立体構造解析のために、分子同士の会合ができない欠失変異体を作製した。これによって、従来のように重合することなく、高蛋白質濃度でのNMR測定が可能になった。また、会合を抑えるために構造を破壊することのない低濃度の界面活性剤の使用も問題なく行うことができた。今後、これらの構造解析研究によって、RecA蛋白質の機能発現に必要な立体構造および反応に伴う構造変化が明らかになるものと期待できる。真核生物の組換えについては、植物のユリの2つのRecA蛋白質のホモログRad51およびLim15の減数分裂期染色体における分布を間接蛍光抗体法によって観察した。その結果、これらの蛋白質は、原核生物のRecA蛋白質と同じく、組換え反応の初期過程であるDNAのホモロジーサーチから染色体対合において、協同して重要な役割をしていることが明らかとなった。さらに、出芽酵母の減数分裂期に働くMRE2遺伝子を同定し、変異体などの解析から、pre-mRNAのスプライシングを介して交叉型組換え体の形成に関与していることが示唆された。

次に、全ての生物種に共通する組換え機構の基本的性質を明らかにするために、遺伝子操作系が確立した生物の中で、最も高温で棲息する代表的な耐熱性原核生物の高度好熱菌Thermus thermophilusHB8からrecA遺伝子をクローニングした。遺伝子操作を利用して量産化後、精製した好熱菌RecA蛋白質は、DNA鎖交換反応、DNA依存性ATP加水分解などの活性を有しており、これらが相同的組換え反応に必須の性質であることが示された。好熱菌RecA蛋白質の最大活性は70°C付近にあり、常温菌酵素と比べると、熱や変性剤に対してはるかに安定であった。この安定性を利用して、X線結晶構造解析のための結晶化を行ったところ、容易に結晶を得ることができた。また、常温菌酵素では困難であったDNA依存下での結晶化にも成功した。これらについては、現在解析データを収集中である。さらに,好熱菌RecA蛋白質は一部のドメインを取り除いても安定な構造を保持できることから、NMRによる立体構造解析のために、分子同士の会合ができない欠失変異体を作製した。これによって、従来のように重合することなく、高蛋白質濃度でのNMR測定が可能になった。また、会合を抑えるために構造を破壊することのない低濃度の界面活性剤の使用も問題なく行うことができた。今後、これらの構造解析研究によって、RecA蛋白質の機能発現に必要な立体構造および反応に伴う構造変化が明らかになるものと期待できる。真核生物の組換えについては、植物のユリの2つのRecA蛋白質のホモログRad51およびLim15の減数分裂期染色体における分布を間接蛍光抗体法によって観察した。その結果、これらの蛋白質は、原核生物のRecA蛋白質と同じく、組換え反応の初期過程であるDNAのホモロジーサーチから染色体対合において、協同して重要な役割をしていることが明らかとなった。さらに、出芽酵母の減数分裂期に働くMRE2遺伝子を同定し、変異体などの解析から、pre-mRNAのスプライシングを介して交叉型組換え体の形成に関与していることが示唆された。遺伝的組換えにおいて中心的役割を果たすRecA蛋白質の機能発現機構を解析するために,耐熱性真正細菌および耐熱性古細菌のrecA遺伝子をクローニングし,量産化遺伝子の塩基配列を決定した。ロシアおよび日本で新たに採取した好熱性古細菌から,有核生物と真正細菌との中間のアミノ酸配列を持つRecA蛋白質が得られた。好熱性RecA蛋白質は,二本鎖DNAが結合すると予想されている部分にProが多く存在した。RecA蛋白質の二本鎖DNA結合部位と蛋白質分子の揺らぎとの間に関係のあることが示唆される。一般に,耐熱性蛋白質は結晶化が容易であることが知られている。そこで,量産化した耐熱性RecA蛋白質の結晶化を試みたところ,DNAおよびATP類似物質の存在下でも結晶が得られた。これらのX線結晶解析によって,今まで不可能であった活性型RecA蛋白質の立体構造を知ることが可能となるので,現在これらのX線結晶解析を進めている。
河川環境保全・再生のための流水・流砂現象の高精度予測技術 に関する研究

流れ構造及び底質特性は,水生動植物のハビタット評価及び河川生態系の保全・再生を行う上で必要不可欠な情報となる.本研究では混合砂河床における代表的な河川構造物である水制周りの流れ場・地形変動・河床材料の粒度変化特性を水路実験および現地調査,そして数値シミュレーションにより検討を行い,より科学的根拠に基づいた河川環境の保全と創成に係わる実用的な河川再生手法を提案し,分析・評価ツールを開発した.流れ構造及び底質特性は,水生動植物のハビタット評価及び河川生態系の保全・再生を行う上で必要不可欠な情報となる.本研究では混合砂河床における代表的な河川構造物である水制周りの流れ場・地形変動・河床材料の粒度変化特性を水路実験および現地調査,そして数値シミュレーションにより検討を行い,より科学的根拠に基づいた河川環境の保全と創成に係わる実用的な河川再生手法を提案し,分析・評価ツールを開発した.河川構造物周辺の流れや河床形態及び河床材料の粒度分布は,水生動植物のハビタット評価及び河川生態系の保全・再生を行う上で必要不可欠な情報となる.本研究では混合砂河床における代表的な河川構造物である水制周りの流れ場・地形変動・河床材料の粒度変化特性を水路実験および現地調査,そして数値シミュレーションにより検討を行った.実験では直線水路に不透過型水制を1基設置し,移動床の河床材料条件(平均粒径及び粒度分布)や水制の水没条件などを変化させ,水制周辺の水理量や河床の応答特性を考察した.また,流砂の物理現象をより把握しやすくするために,カラーサンドを用いて粒度分布変化の可視化にも力を入れた.現地調査では京都府八幡市木津川(淀川流域)にある流れ橋周辺の環境再生用の2基の水制,及び中国成都市近郊府河(長江の支川であるみん江流域)にある航路整備用水制群を対象とし,水制周辺の地形及び河床材料を調査した.それぞれの特性を整理・比較し,実河川における水制周辺の河床材料の粒度分布特性の一般化を試みた.数値モデルでは,研究代表者の研究グループがこれまで開発してきた非構造格子を用いた3次元流れ解析モデルに流砂の非平衡性を考慮した流砂モデルを組み込み,混合砂河床における河床変動をより高精度に予測可能なモデルを構築した.また,計算時間を短縮するために,OpenMPを用いてプログラムの並列化を行った.以上の研究方法により,水制周辺の複雑な流速場,局所洗掘とそれに伴う堆積及び河床表層の粒度変化特性などを明らかにした.特に河床材料の平均粒径と粒度の非均一性の影響,そして水制上の越流水深の影響がより定量化できた。また,水制周辺における流砂の縦断,横断及び鉛直方向における分級現象の重要性も指摘し,洗掘孔内の粒度分布の特徴や水制下流に顕在化する粗粒化領域,そしてその周囲に細粒化する領域(サンドリボン)の存在も確認した.河川構造物周辺の流れや河床形態及び河床材料の粒度分布は,水生動植物のハビタット評価及び河川生態系の保全・再生を行う上で必要不可欠な情報となる.本研究では初年度に引き続き,混合砂河床における水制周りの流れ場・地形変動・河床材料の粒度変化特性を水路実験および現地調査,そして数値シミュレーションにより検討を行った.実験では非越流型の不透過型水制,透過型水制および透過部分と不透過部分の組み合わせた3種類の透過不透過混合型水制を対象とし,河床材料として混合砂河床を用いることにより水制形式が水制周辺の水理量や河床形状に与える影響,また水制が周辺の河床粒度分布に与える影響について検討した。現地調査では京都府八幡市木津川(淀川流域)にある流れ橋周辺の環境再生用の2基の水制,及び中国成都市近郊府河(長江の支川であるみん江流域)にある航路整備用水制群を対象とし,特に府河水制群周辺の地形及び流速に関する調査を重点的に行った.数値モデルでは,昨年度開発してきた非構造格子を用いた流砂の非平衡性を考慮した3次元河床変動解析モデルを用いて,混合砂河床における河川構造物周辺の河床変動のシミュレーションを行った.以上の研究方法により,様々な水制周辺の複雑な流速場,局所洗掘とそれに伴う堆積及び河床表層の粒度変化特性などを明らかにした,特に水制の形状によって水制周辺の流れ構造,河床形状は大きく異なることが分かった.また,水制周辺における流砂の縦断,横断及び鉛直方向における分級現象の重要性も再確認できた.不透過型,透過型や様々な混合型水制下流に顕在化する粗粒化領域,そしてその周囲にサンドリボンといいう細粒化する領域の特性も明らかになった.河川構造物周辺の流れや河床形態及び河床材料の粒度分布は,水生動植物のハビタット評価及び河川生態系の保全・再生を行う上で必要不可欠な情報となる.本研究では平成22,23年度に引き続き,混合砂河床における水制周りの流れ場・地形変動・河床材料の粒度変化特性を水路実験および現地調査,そして数値シミュレーションにより検討を行った.実験では不透過型水制設置向き,設置間隔及び相対水深の影響を明らかにするため混合砂河床を用いることにより,水制が水制周辺の水理量・河床形状・河床

粒度分布に与える影響について検討した.現地調査では京都府八幡市木津川(淀川流域)にある流れ橋周辺の環境再生用の2基の水制,及び中国成都市近郊府河(長江の支川であるみん江流域)にある航路整備用水制群を対象とし,特に水制群周辺の河床材料に関する調査を重点的に行った.数値モデルでは,この研究で開発してきた非構造格子を用いた流砂の非平衡性を考慮した3次元河床変動解析モデルを用いて,混合砂河床における水制周辺の河床変動及び粒度変化のシミュレーションを行った.以上の研究方法により,様々な水制の設置方法により,水制周辺の複雑な流速場,局所洗掘とそれに伴う堆積及び河床表層の粒度変化特性などを明らかにした.現地調査対象となっている水制群における河床材料の粒度分布の年度ごとの変化を把握できた.水制周辺や水制と水制の間における流砂の縦断,横断及び鉛直方向における分級現象の重要性も再確認できた.上述の水理模型実験,数値シミュレーション及び現地調査から得られた結果を元に,土砂環境からみた好ましい河川の再生技術の手法を提案でき,分析・評価の実用可能なツールを開発でき,この分野の学問的体系化の一助となった.また,本研究で得られた成果は国際ジャナールIJSRで発表され,3年に1度授与される論文賞に受賞することになった.既存流砂理論を踏まえ,実験及び現地調査により新たに明らかにした物理現象を加えて,個々粒子に対する力学の考察とその総合化としての確率論の考察とを融合して,より合理的かつ一般性のある流砂理論を構築し,モデルを開発した.そのモデルの有効性は,移動床水理実験における流れ及び河床変動などの再現計算による検証できた.24年度が最終年度であるため、記入しない。追加水路実験を実施し,平成22年度と平成23年度二年間の研究成果を踏まえ,本研究で新たに構築した流砂理論及び高度化した数値モデルを改良し,より実用化する.河床変動,河床材料の粒度分布などを引き続き調査し,年度ごとの変化を把握する.最後に,土砂環境からみた好ましい河川の再生技術の手法を確立し,分析・評価の実用可能なツールを完成する.24年度が最終年度であるため、記入しない。
ノンメタルクラスプデンチャーの補綴学的評価に関するマルチセンターリサーチ

今年度は,ノンメタルクラスプデンチャーの治療効果と術後経過を明らかにするために,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の計4施設合同で非ランダム化前向き介入研究を実施し,ガイドラインの策定に資する臨床エビデンスを集積し,適応症や設計指針を明示することを目的として研究を遂行した.研究方法についての役割は昨年度すでに4施設で取り決めを行っており,クロスオーバー試験に関しては本学が単独で行い,コホート研究は4施設で行うこととなっている.鶴見大学歯学部倫理審査委員会より承認が得られているため,本学においては被験者の募集を開始している.クロスオーバー試験においては,2名の被験者が研究に参加の同意が得られた.クロスオーバー試験は,まず被験者2名で研究を開始した.調査方法は,旧義歯調整後,レジン床義歯あるいはノンメタルクラスプデンチャー装着3カ月後に口腔内診査・歯周組織検査(動揺度,ポケットの深さ,GI, CAL),咀嚼機能試験,専用のアンケート用紙を用いたアンケート調査,義歯の設計の記載および口腔内・義歯の写真撮影である.また,コホート研究においては,義歯装着時より3年間とする.調査方法は4施設で取り決めたノンメタルクラスプデンチャーの装着時(義歯調整終了後),6カ月後,1年後,1年半後,2年後,2年半後,3年後に来院していただき,口腔内診査および歯周組織検査,義歯の設計を図示(義歯製作時),使用するノンメタルクラスプデンチャーの材料,義歯の色調や粗さの測定,アンケートへの記入である.本学においてはコホート研究に同意を得られた被験者が今年度はいなかったため行えなかった.コホート研究に関しては,研究分担者に対して各大学の倫理審査委員会から承認が得られ後直ちに行っていただくように要請している.本学においては引き続き被験者の募集を行っている.現在,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の4施設での役割分担や研究方法については綿密な打ち合わせはすでに終わっている.しかし,本学における倫理審査委員会の承認が遅れたことにより各大学における倫理審査委員会の承認が遅れ,コホート研究の遂行が遅れている.なお,本学においては倫理審査委員会の承認が得られたため,現在クロスオーバー試験においては2名に実施しているが,コホート研究と合わせて研究の参加に同意していただける被験者を引き続き募集中である.本学において,ノンメタルクラスプデンチャーに関するクロスオーバー試験とコホート研究については,倫理審査委員会の承認が得られているが,現在クロスオーバー試験に関しては2名の被験者にしか行われていない.研究環境は十分整っているため研究に同意していただける被験者を募集中である.また,他大学におけるコホート研究は本学の倫理審査委員会の承認が得られていることから各大学の倫理審査の承認が得られる日は近いと考えている.そのため,各大学の倫理審査委員会の承認が得られればコホート研究は推進するものと考えている.また,臨床研究に平行して,ノンメタルクラスプデンチャー用の材料の中から,ポリアミド系樹脂,ポリカーボネート系樹脂,ポリエステル系樹脂により製作したレジンクラスプの長期使用を可能とする設計法を確立するための基礎研究も行っていく.今年度は,日常臨床で散見するパーシャルデンチャーの設計原則から逸脱したノンメタルクラスプデンチャーの長期使用が,支台歯や欠損部顎堤に対して重篤な悪影響を及ぼす可能性があるとの仮説をもとに,レジンクラスプを補綴学的に評価できる予後報告は全く存在せず,臨床研究もほとんど行われていないことから,ノンメタルクラスプデンチャーの治療効果と術後経過を明らかにするために,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の計4施設合同で非ランダム化前向き介入研究を実施し,ガイドラインの策定に資する臨床エビデンスを集積し,適応症や設計指針を明示することとした.そこで,研究方法についての役割を4施設で取り決めを行なった結果,クロスオーバー試験に関しては本学が単独に行い,コホート研究は4施設で行うこととなった.クロスオーバー試験においては,旧義歯調整後,レジン床義歯あるいはノンメタルクラスプデンチャー装着3カ月後に口腔内診査・歯周組織検査(動揺度,ポケットの深さ,GI, CAL),咀嚼機能試験,専用のアンケート用紙を用いたアンケート調査,義歯の設計の記載および口腔内・義歯の写真撮影を行うこととした.また,コホート研究においては,義歯装着時より3年間とする.ノンメタルクラスプデンチャーの装着時(義歯調整終了後),6カ月後,1年後,1年半後,2年後,2年半後,3年後に来院していただき,口腔内診査および歯周組織検査,義歯の設計を図示(義歯製作時),使用するノンメタルクラスプデンチャーの材料,義歯の色調や粗さの測定,アンケートへの記入を行うことを4施設で取り決めた.研究に先立ち鶴見大学歯学部倫理審査委員会に倫理審査の申請を行い,承認が得られたため,コホート研究に関して各大学の研究分担者に対して倫理審査委員会に倫理審査の申請をお願いした.本学においては被験者の募集を行なっている.現在,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の4施設での役割分担や研究方法については綿密な打ち合わせはすでに終わっている.しかし,各大学とも本学の倫理審査の承認が得られないと各大学で倫理審査の申請ができないのが現状であった.本学での承認が遅れたために各大学での承認が得られていないことにより,コホート研究は遅れている.

なお,本学においては倫理審査の承認が得られたため現在クロスオーバー試験とコホート研究に参加を同意してくれる被験者を募集中である.今年度は,ノンメタルクラスプデンチャーの治療効果と術後経過を明らかにするために,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の計4施設合同で非ランダム化前向き介入研究を実施し,ガイドラインの策定に資する臨床エビデンスを集積し,適応症や設計指針を明示することを目的として研究を遂行した.研究方法についての役割は昨年度すでに4施設で取り決めを行っており,クロスオーバー試験に関しては本学が単独で行い,コホート研究は4施設で行うこととなっている.昨年度中旬に,鶴見大学歯学部倫理審査委員会より承認が得られたため,本学においては被験者の募集を開始した.クロスオーバー試験においては,2名の被験者が研究に参加の同意が得られた.クロスオーバー試験は,まず被験者2名で研究を開始した.調査方法は,旧義歯調整後,レジン床義歯あるいはノンメタルクラスプデンチャー装着3カ月後に口腔内診査・歯周組織検査(動揺度,ポケットの深さ,GI, CAL),咀嚼機能試験,専用のアンケート用紙を用いたアンケート調査,義歯の設計の記載および口腔内・義歯の写真撮影である.また,コホート研究においては,義歯装着時より3年間とする.調査方法は4施設で取り決めたノンメタルクラスプデンチャーの装着時(義歯調整終了後),6カ月後,1年後,1年半後,2年後,2年半後,3年後に来院していただき,口腔内診査および歯周組織検査,義歯の設計を図示(義歯製作時),使用するノンメタルクラスプデンチャーの材料,義歯の色調や粗さの測定,アンケートへの記入である.本学においてはコホート研究に同意を得られた被験者が今年度はいなかったため行えなかった.コホート研究に関しては,研究分担者に対して各大学の倫理審査委員会から承認が得られ後直ちに行っていただくように要請している.本学においては引き続き被験者の募集を行っている.現在,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の4施設での役割分担や研究方法については綿密な打ち合わせはすでに終わっている.しかし,本学における倫理審査委員会の承認が得られたので各大学においても倫理審査委員会への申請を行っている現状であった.本学での承認が遅れたことにより各大学における倫理審査委員会の承認が得られていないことにより,コホート研究の遂行が遅れている.なお,本学においては倫理審査委員会の承認が得られたため,現在クロスオーバー試験においては2名に実施しているが,コホート研究と合わせて研究の参加に同意していただける被験者を募集中である.今年度は,ノンメタルクラスプデンチャーの治療効果と術後経過を明らかにするために,北海道医療大学,東京医科歯科大学,福岡歯科大学,鶴見大学の計4施設合同で非ランダム化前向き介入研究を実施し,ガイドラインの策定に資する臨床エビデンスを集積し,適応症や設計指針を明示することを目的として研究を遂行した.研究方法についての役割は昨年度すでに4施設で取り決めを行っており,クロスオーバー試験に関しては本学が単独で行い,コホート研究は4施設で行うこととなっている.鶴見大学歯学部倫理審査委員会より承認が得られているため,本学においては被験者の募集を開始している.クロスオーバー試験においては,2名の被験者が研究に参加の同意が得られた.クロスオーバー試験は,まず被験者2名で研究を開始した.
宇宙論的観測によるインフレーションモデルの区別

本年度我々は、宇宙初期のインフレーション期に生成されたと考えられている初期揺らぎの性質に対し制限を与えることを中心に研究を行った。そのような初期揺らぎを調べることは、インフレーションを起こすインフラトン場を含め、宇宙初期の高エネルギースケールにおいてどのような量子場が存在するか検証することを可能にするため、宇宙論、素粒子論双方の観点から興味深い分野である。中でも重点的に行ったのは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測を用いて、初期揺らぎがガウス統計性に従うか検証することである。昨年度に開発した、非ガウス性を持った初期揺らぎの作るCMB非等方マップのしミューレションコードと及びCMB観測衛星であるWilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)の最新データを用いて、等曲率揺らぎの非ガウス性および曲率揺らぎの高次の非ガウス性に対する最適な制限を与えた。前者に関してはこれまでに様々な理論予言が与えられていたが、我々の研究が初めての観測的制限であった。また、得られた制限をアクシオンモデルなどいくつかの代表的な理論モデルに適用し、初期宇宙論および素粒子論に対し有用な知見を与えた。一方、後者はデータを最適に重み付けすることで、同等のデータを用いた他の先行研究に比べ大幅な制限の向上を実現した。その一方で、論文として発表できたのは採用期間後であるが、将来の21cm線観測を用いた小スケールでの密度揺らぎへの制限の見通しについても昨年に引き続き研究を行った。昨年度までは宇宙再電離前の空間的にほぼ一様な中性水素からのシグナルを考えていたが、本年度はミニハローと呼ばれる星形成を起こさない比較的小さなダークマターハロー中の水素からのシグナルに着目した。我々は、ミニハローからの21cm線を考えることで、小さなスケールでの等曲率揺らぎの振幅についてこれまでの観測の制限を大幅に改善できる可能性を示した。当初計画していたCMBのBモード偏光から重力レンズ効果を除去し、インフレーション起源の始原重力波の検出可能性の向上については他の研究者らの先行もあり、達成することができなかった。一方で、、21cm線のなど、CMB以外の観測を用いた小スケールの初期揺らぎの観測可能性についてはおおむね当初の計画程度の内容を達成できた。加えて当初計画にはなかったがインフレーションモデルを区別する上で有用となる、初期揺らぎの非ガウス性の検証において重要な成果を上げることができた。これらを総合した結果、上記のような評価が妥当と考える。WMAPやPlanckによるCMB温度揺らぎの全天観測により、大角度スケールにけるCMBパワースペクトルの異方性など一般的なインフレーションモデルでは説明困難なアノマリーが報告されている。他方最近のBICEP2グループによるBモード偏光の初検出により、インフレーションモデルのエネルギースケールはプランクスケールと大きく離れていないことが強く示唆される。このことはインフレーションによる初期揺らぎの生成を通じて、プランクスケールでの未知の物理が大角度スケールでのCMBに影響を与えている可能性を示しているかもしれない。具体的なインフレーションモデルを構築する上で、アノマリーが初期揺らぎ起源か確認することが重要であり、そのためにCMB以外の観測におけるアノマリーの検出可能性が今後の研究方向性の一つとして考えられる。本年度、私はインフレーションを初めとする素粒子理論に基づく宇宙初期の理論モデルを、現在または将来の宇宙論的観測を用いて制限することを研究してきた。主な研究成果は以下の通りである。まず宇宙初期に作られた等曲率揺らぎについて幾つか研究を行った。宇宙初期のインフレーションにおいて真空中の量子揺らぎが引き延ばされて密度揺らぎの種となったと考えられる。その時期に存在する様々な軽い場の量子揺らぎが密度揺らぎに寄与する可能性がある。複数の場の揺らぎから密度揺らぎが作られた場合、宇宙に存在するバリオンや暗黒物質(CDM)、ニュートリノ等の密度揺らぎは、光子とは異なる揺らぎ(等曲率揺らぎ)を持ち得る。等曲率揺らぎを調べることは、高エネルギースケールでの素粒子モデルを知るとともに、バリオンやCDM,ニュートリノ等の生成機構を知る上で重要な手がかりとなる。(1)CDMとバリオン等曲率揺らぎの区別可能性を議論した。その中で、それら2種類の等曲率揺らぎが宇宙背景放射や重力レンズなど多くの観測では区別困難であることを詳細に示すとともに、将来の21cm輝線を用いることでこれらがどこまで区別可能かを定量的に示した。(2)ニュートリノを含む宇宙に存在する相互作用の小さな輻射成分(暗黒輻射)のもつ等曲率ゆらぎについて研究を行った。これまで、暗黒輻射成分の等曲率揺らぎを生成する機構はごく限られたものしか知られていなかったが、我々は暗黒輻射成分が異なる揺らぎを持った場から作られるときそのような等曲率揺らぎが生成されうることを示した。一般的な定式化とともにアクシオンモデルやAffleck-Dine機構といった具体例の予言を与えた。その上で、観測からそのような暗黒輻射の等曲率揺らぎの制限についても議論を行った。併せて、暗黒物質についても研究を行ってきた。暗黒物質の対消滅が、ビッグバン元素合成や宇宙背景放射の観測からどの程度制限されるかを議論した。本年度私はインフレーションモデル初めとする初期宇宙の理論モデルについて、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)などの現在及び将来の宇宙論的観測を用いて制限する事を調べた。

研究内容は大きく2つに分けられる。まず宇宙初期に作られ宇宙の構造形成の種となったと考えられる初期揺らぎの性質について重点的に研究を行った。単純なインフレーションモデルでは初期揺らぎはガウス分布した断熱揺らぎになることが予言される。初期揺らぎの非ガウス性や非断熱性を調べる事で単純なインフレーションモデルを他のモデルと区別する事ができ、近年注目されている。私は昨年度に引き続き理論モデルの観測への予言を調べるとともに、本年度は新たに実際の観測を用いて揺らぎの非ガウス性の制限を与えることを行った。具体的には等曲率揺らぎの非ガウス性に対する3点相関関数に基づく制限を初めて与えた。またこの研究を発展させ高次の相関関数を用いた初期揺らぎの非ガウス性への観測的制限を与える事にも成功している。関連して、CMBでは観測できない小さなスケールでの初期揺らぎの振幅が、将来の21cm輝線を用いてどのように制限されるか、その制限によるインフレーションモデルの区別可能性についても研究を行った。一方でこれまでの研究を生かし、宇宙紐やドメインウォールなどの宇宙論的な位相欠陥に対する観測的制限可能性についても私は幾つか研究を行った。宇宙紐に関しては放出される重力波の観測可能性及び観測的制限が宇宙紐のモデルに与える知見について調べた。一方、アクシオンモデルで予言される宇宙論的スケールでのドメインウォール・ネットワークについて、その放出するアクシオン暗黒物質の量を求めた。大規模なドメインウォールの第一原理シミュレーションと、CMBのデータ解析を応用した統計手法を組み合わせる事で、アクシオン暗黒物質の量を精確に見積もる事に成功した。本年度我々は、宇宙初期のインフレーション期に生成されたと考えられている初期揺らぎの性質に対し制限を与えることを中心に研究を行った。そのような初期揺らぎを調べることは、インフレーションを起こすインフラトン場を含め、宇宙初期の高エネルギースケールにおいてどのような量子場が存在するか検証することを可能にするため、宇宙論、素粒子論双方の観点から興味深い分野である。中でも重点的に行ったのは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測を用いて、初期揺らぎがガウス統計性に従うか検証することである。昨年度に開発した、非ガウス性を持った初期揺らぎの作るCMB非等方マップのしミューレションコードと及びCMB観測衛星であるWilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)の最新データを用いて、等曲率揺らぎの非ガウス性および曲率揺らぎの高次の非ガウス性に対する最適な制限を与えた。前者に関してはこれまでに様々な理論予言が与えられていたが、我々の研究が初めての観測的制限であった。また、得られた制限をアクシオンモデルなどいくつかの代表的な理論モデルに適用し、初期宇宙論および素粒子論に対し有用な知見を与えた。一方、後者はデータを最適に重み付けすることで、同等のデータを用いた他の先行研究に比べ大幅な制限の向上を実現した。その一方で、論文として発表できたのは採用期間後であるが、将来の21cm線観測を用いた小スケールでの密度揺らぎへの制限の見通しについても昨年に引き続き研究を行った。
食品のインスリン抵抗性改善作用による抗糖尿病効果とその作用メカニズムの解析

本研究は地域食材の糖代謝調節機能に及ぼす健康機能性を明らかにすることを目的として行なった。その結果、本わさび根茎に含まれるisothiocyanate類の一つに糖尿病モデル動物で血糖上昇緩和効果があることを新規に見いだした。またヤマブドウは岩手県など冷涼な地域で栽培されるが、ジュースなどの加工時に生じる未利用資源である搾り粕や果皮などに存在するオレアノール酸に3T3-L1脂肪細胞の分化抑制や蓄積脂質の分解効果のあることを明らかにし、糖尿病の背景要因となる肥満の抑制効果が期待できる可能性を見いだした。本研究は地域食材であるワサビの含有成分[6-methylsulfinylhexyl isothiocyanate(6MITC)]並びにヤマブドウの未利用資源の抗肥満、抗糖尿病の食品機能性の解明を目的としている。本年度は主に次の2つの課題に取り組んだ。まず、これまでに発見している6MITCのインスリン様作用の機序を明らかにするために、H4IIE細胞を用いて検討したところ、6MITCの効果は糖新生律速酵素であるPEPCKやG6Paseの発現上昇への関与が知られているp38MAPKの阻害によるものではないことを明らかにした。さらに6MITCの構造類縁体を用いた検討から、炭素鎖長が長くなるにつれ、糖新生抑制効果が大きくなること、またスルフィドでは効果が見られず、スルホキシド、スルホンで同程度の効果を示すことを明らかにした。また健常ラットを用いた検討から、6MITC 50mg/kgBWまでの腹腔内投与ではASTやALTを指標とした急性毒性は認めず、さらに糖尿病モデル動物での有効性について予備的な知見を得た。次にヤマブドウは果汁やワインへと利用されているが、その搾り粕は産業廃棄物となる。そこで果皮に含まれる成分に注目し、主なワックス成分であるオレアノール酸(OA)の機能性として、抗肥満に焦点をあて、脂肪細胞の分化・成熟機能に対する効果を検討した。その結果、OAは3T3-L1脂肪細胞の分化を抑制し、脂肪蓄積を抑制した。しかしながら分化のコミットメントを超え、成熟期にある細胞に対しては脂肪蓄積抑制効果が低いことから、先の効果は前駆脂肪細胞が分化のコミットメントをする際に重要な増殖を抑制することによると推察された。従ってOAには脂肪細胞の増加を抑制することで抗肥満的な効果を期待できる可能性があると考えられた。本研究は研究代表者らが見いだした本わさび(アブラナ科ワサビ属、Wasabia japonica Matsum.)に含まれる成分6-methylsulfinyl hexylisothiocyanate(6MITC)のインスリン様活性の効果と作用機序に関して、細胞および動物実験において明らかにすることを目的としている。本年度は、前年度までの健常ラットなどを用いた検討に引き続いて、肥満2型糖尿病モデルマウスKK-Ayを用いて6MITCの抗糖尿病効果を検討した。その結果、血糖値の上昇抑制、インスリン値の低下傾向に加え、糖化ヘモクロビン値の低下など臨床でも用いられる指標に有意な糖尿病態の改善効果が認められた。作用機序の解析の一端として、これまでに肝細胞で認められた糖新生活性に対する抑制効果の有無を、肝臓でのPEPCKやG6Paseの遺伝子発現量をもとに検討したところ、期待したような変化は認められなかった。従って、in vivoにおける6MITCの作用機序には肝臓以外の組織への効果も関与しているものと推察された。また6MITCの構造に注目して、作用機序を解析したところ、methyl-S-oxide構造を持つS-methyl-L-cysteine-S-oxideでは有効性は認められず、isothiocyanate構造を持つ他の化合物では弱いながら、類似の効果を認めた。したがってisothiocyanateは6MITCの作用発現の上で重要であると考えられるが、必ずしも同等の効果を与えないことから他の構造や膜透過性などの影響なども考慮する必要があると考えられた。
角度分解光電子分光による鉄系超伝導体の超伝導ギャップ対称性と擬ギャップ相図の解明

鉄系超伝導体における超伝導機構を明らかにする目的で、超高分解能光電子分光装置の改良を行った。改良した装置を用いて、結晶構造やキャリア量の異なる鉄系超伝導体において電子状態を決定した。その結果、様々な物質で磁気的な相互作用によって超伝導が生じていることを示唆する結果を得た。また、電子相図の物質・キャリア量依存性について新たな知見を得た。鉄系超伝導体の薄膜作成も行い、キャリア量を制御する手法を開発して、高温超伝導を発現させることに成功した。前年度に引き続き励起光源系の改良・整備を進め、He、Xe等の希ガスを用いた励起エネルギー可変測定が迅速かつ安定して行えるようになった。また、光源の真空排気系を改良することで超高真空化を実現し、試料表面の劣化速度をこれまでの約半分に抑えた。これにより実験効率の向上を実現し、同時に実効的な分解能を2倍高めた。また、新型の試料基板の設計や液体He循環機構の改良を行い、極低温で長時間安定して測定することを可能にした。改良した装置と放射光を併用して、最適ドープBa1-xKxFe2As2およびNaFe1-xCoxAsのバルク電子状態を決定し、各フェルミ面で開く超伝導ギャップを高精度で決定した。また、Tc以下でフェルミ準位近傍のバンド構造に異常を観測し、その波数依存性とエネルギースケールから、電子が反強磁性的な相互作用を強く受けていることを明らかにした。以上の結果から、反強磁性揺らぎが超伝導に重要な役割を果たしていることが示唆される。最適ドープBa1-xKxFe2Asとは異なり、超伝導ギャップ関数にノードの存在が指摘されている過剰ドープBa0.1K0.9Fe2As2の超高分解能ARPESを行い、超伝導ギャップを三次元的な波数の関数として決定した。その結果、M点近傍でギャップノードを直接観測することに成功した。最適ドープ組成とはノードの有無という大きな違いはあるものの、対称性という観点からは両者ともs±波で説明できることから、超伝導機構自体は共通している可能性を示唆した。また、ごく最近になって高温超伝導の可能性が示唆されている超薄膜のバンド構造と超伝導ギャップを決定し、ディラック錐的なバンド分散の存在やs波的な超伝導ギャップを直接観測した。励起光源系の希ガス流入ラインを改良し、HeやXe等の希ガスから放出される複数の紫外光を自在に切り替えた励起エネルギー可変測定を可能にした。また、希ガスボンベに含まれる窒素、水、一酸化炭素などの不純ガスの影響を極力抑えるため、希ガス純化に特化した超高真空槽を放電管と希ガスボンベの間に設置した。これにより、光源から試料測定槽への不純ガス濃度が低下しつつあり、今後、試料表面の急速な劣化を抑えることが可能になると考えられる。放電管と放射光を併用して鉄系高温超伝導体Ba(Fe,Ru)2As2の電子状態の励起エネルギー依存性を測定し、フェルミ面のワーピング効果が強いことを見出した。この結果は、バルク電子状態の三次元性が高いことを示しており、輸送特性などの物性を理解するうえで重要な知見が得られた。また、超高分解能測定を行うことで超伝導ギャップの直接観測に初めて成功した。超伝導ギャップは励起エネルギーによらずほぼ一定であることから、二次元性が高いことを明らかにした。観測した超伝導ギャップの波数依存性が反強磁性相互作用を仮定した超伝導機構で説明できることを見出した。鉄カルコゲナイド超伝導体の母物質であるFeTeにSeを置換した際の電子状態の変化を高分解能ARPESによって決定した。その結果、磁気秩序相から離れるにつれて、準粒子の寿命が長くなっており、Tcの上昇と相関があることを見出した。また、Se濃度の増加に伴って有効質量が増大することから、FeSe側において電子相関効果が重要になることを示唆した。鉄系高温超伝導体と同一の結晶構造を持つ、初めてのコバルト系超伝導体LaCo2B2の励起エネルギー可変ARPESを行い、バンド構造やフェルミ面の三次元性など、超伝導機構を理解するうえで基礎となる電子状態を解明した。様々な励起エネルギーを用いて鉄系超伝導体の高分解能ARPES測定を行い、バルク電子状態を三次元的に決定した。その結果、FeSeにおいて、低温で回転対称性の破れを伴う電子状態の劇的な変化を観測し、電子ネマティック状態が実現することを明らかにした。他の鉄系超伝導体の結果と比較を行い、鉄系超伝導体の母物質では電子ネマティック相が共通して現れる可能性を示唆した。また、非従来型超伝導の起源を理解する上で、ネマティック相の存在を考慮する必要があることを明らかにした。さらに、電子状態に対するCo置換効果を測定し、電子相図のドープ量依存性を解明した。