hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
環および余多元環の拡大理論

群Gとその部分群Hに対し、体kを係数とする群環k[H]の拡大k[G]において、群指数[G:H]がkの標数と素であれば、つねに分離拡大となるが、H-分離拡大となるかという問題が生ずる。ところがH-分離拡大となるためにはG=Hという自明な場合しかない。しかしk[H]のk[G]におけるdoublecentralizer Dをとれば、D上k[G]はつねにH-分離拡大となることが分った。これに反し、kの標数がGの位数の約数となる場合は事情が異なり、D上k[G]はH-分離拡大となることもあり、ならないこともある。この場合の情況を解明することは今後の問題として残る。また上記の証明には、それぞれの群環に固有な、中心に属する単元を用いるが、この単元(あるいはその逆元)が、群環の中心上の射影階数に関係するので、この単元の性質を調べること、および各部分群に対して得られる単元たちの間の関係を調べることも、興味のある問題のように思われる。群とその部分群に対し、余多元環としての拡大の構造も興味のある問題である。この拡大が余分離的となるかという問題については、標数に関係なくつねに余分離的となることが分った。H-余分離性を考えることが有意義であるかどうかは不明であり、余多元環のH-余分離性については、まだ一般論も出来ていない。
時計遺伝子を用いた時間生物学的がん遺伝子治療

抗腫瘍薬に対する癌細胞の感受性は、癌細胞の増殖状態、細胞周期により規定されており、癌細胞の細胞周期と薬剤投与のタイミングを合わせることで、副作用の少ない癌治療が期待されている。特に細胞分裂の中でDNA合成期、分裂期が薬剤に対する感受性が高いとされており、この時期の癌細胞に、あるいは正常細胞が休止期にタイミング良く薬剤を投与することが肝要である。しかし、癌細胞はheterogeneityが強く各癌細胞は一律に同期しておらず、サーカディアンリズムに合わせて薬剤を投与しても、効果が不充分なことが多い。そこで、時計遺伝子により癌細胞を調律し、さらに体内に生理的に存在する時計遺伝子蛋白により目的遺伝子発現をコントロールし、抗腫瘍効果の向上、副作用の低減を図り癌細胞に時計遺伝子産物により発現するベクターを構築し、生体リズムに合わせた遺伝子治療の可能性を探ることが最終的な目的である。本年度は時計遺伝子およびプロモーター領域の単離およびサブクローニングを行い、発現ベクターを作製することを主な目的としており、発現ベクターの解析を行った。
「英語を」から「英語で」への学習転換ー日本仕様の新しいCLILモデルの構築

本研究は、ヨーロッパで既に定着しているCLIL(内容言語統合型学習)授業を視察し、教育者及び学生へのインタビュー調査を行い、日本の英語教育へのCLIL導入を試みた。さらに、Coyle et. al (2010)が提唱するCLILの構成要素である4つのCの一つのCognitionの核となる批判的思考に焦点を絞り、CLIL授業で大学生の批判的思考力が向上するか調査した。調査の結果、それぞれの環境に応じたCLIL授業の開発・導入が必要であり、批判的思考力は訓練により向上することが示唆された。本研究は、近年、日本の高等教育機関(大学)で注目され始めているCLIL(内容言語統合型学習)の有効性を検証するとともに、日本の英語教育への導入の有用性を検討し、特に批判的思考力の育成を目標として行っている。2015年度の目的は、1文献調査研究により、CLILの要素とそのアクティビティの整理・分析・考察を行い、2すでにCLILが定着しているヨーロッパや日本に先駆けCLILが実践されているアジア諸国におけるCLILの導入現状と実践例を現地調査することである。各学会では、数多くの発表に出席し、CLILの有効性や課題などの現状を調査した。また、CLIL専門書の執筆者の基調講演を聞いたり、CLIL教材開発のワークショップにも参加した。学会やワークショップでは、特に人脈つくりに注力した。そのような調査研究活動によって、スペインのサンホルヘ大学では様々な学部のCLIL授業を見学させていただき、CLIL授業を行っている教員およびCLIL授業の受講生へインタビューをさせていただき、専門知識を学ぶための語学力、多言語環境での異文化理解・コミュニケーション力、批判的思考力、専門知識の習得が、どのような学習過程で獲得されているのか、集中的に考察した。この事例研究で明らかにされた、CLILにおける学習の構造を解析し、カリキュラムデザインの基本的な構造を明らかにすることに注力した。また、CLILの4Cの一つである「Cognition=思考」に関して、予備研究のコーネル批判的思考テストのデータ分析の結果、日本人学生が苦手とする批判的思考のカテゴリーを特定し、そのカテゴリーの思考力を向上させるアクティビティの開発をし、2016年度のアクティビティの実施とデータ収集の準備を完了することができた。文献調査では、おおむね予定していたデータを収集できた。現地調査では、スペインのサンホルヘ大学でのCLIL授業見学など事例研究を行い、スペインでのCLILの有効性と課題を把握することができた。そこから、日本のCEFR(ヨーロッパ言語共通参照枠)のA1およびA2の初級レベルの活動にどのように適応させることができるか考察し、アクティビティの開発を行った。また、ヨーロッパ各国およびアジア諸国のCLIL実践者とのネットワークの構築や、サンホルヘ大学との密接な関係性が構築できたことも、今後の研究を行う上で大変有益な人的関係が構築できたと考える。本研究は、近年、日本の高等教育機関(大学)で注目され始めているCLIL(内容言語統合型学習)の有効性を検証するとともに、日本の英語教育への導入の有用性を検証し、特に批判的思考力の育成を目標として行っている。平成28年度は、本研究を遂行するにあたり平成27年に行った文献研究およびスペインのサンホルヘ大学での授業見学・インタビューをもとに、CLIL授業を行いデーターを収集した。具体的には、CLIL授業での内容と言語のバランス、CLILの構成要素の「4つのC」の一つであるCognition(批判的思考)を育成するアクティビティを意識し、授業を構成し実施した。データは批判的思考態度尺度やコーネル批判的思考テストを用いた量的データと教員のフィールドノートや学生のリフレクションペーパーを用いた質的データを収集した調査の結果は名古屋で開催された全国語学教育学会およびイタリアで開催された批判的思考が学会テーマであったCercleSで発表した。平成28年度は、批判的思考力を育成するアクティビティーを取り入れたCLIL授業を実施し、データを収集した。これまでの研究成果は名古屋で開催されたJALT及びイタリアで開催されたCercleSで発表した。CLILも批判的思考も近年注目されているトピックであるため、多くの方に質問およびフィードバックをいただいた。本発表では、CLIL授業の受講者のリフレクション・ペーパーを用いて質的アプローチから、批判的思考がどのように発話に現れるかを検証した。本研究は、グローバル人材に求められる能力の一つとして文部科学省の提唱している学士力の「汎用的技能」および産業経済省が提唱している「考え抜く力」の両方に含まれる、「思考力」に着眼し、CLIL(内容言語統合型学習)授業で思考力の育成を促すアクティビティについて提案することを目標の一つとした。研究の結果、日本人大学生が苦手とする批判的思考のスキルを特定することができた。また、その日本人大学生が苦手とする批判的思考力を向上させるためのトレーニング・モジュールを開発し、指導したところ、指導後は指導前よりも批判的思考力が向上し、指導は有用であった。さらに、実験群と統制群の事前・事後テストを比較した結果、統制群には批判的思考力の有意な向上は見られず、指導することにより、批判的思考態度と批判的思考力が向上することを確認した。研究結果は、国内・海外の学会で発表した。また、批判的思考の向上に役立つアクティビティーを紹介するワークショップを実施した。

さらに、Coyle et. al (2010)が提唱するCLILの構成要素である4つのCの一つのCognitionの核となる批判的思考に焦点を絞り、CLIL授業で大学生の批判的思考力が向上するか調査した。調査の結果、それぞれの環境に応じたCLIL授業の開発・導入が必要であり、批判的思考力は訓練により向上することが示唆された。2016年度は、批判的思考・創造的思考に特化した学会に出席する予定である。効果的な批判的思考力の育成方法および測定方法を考察したい。また、2016年、2017年度は、2015年度に開発したアクティビティーを実践し、量的データおよび質的データを収集し、その有用性・有効性を考察する予定である。その成果は、学会発表や論文発表という形で、積極的に社会還元する予定である。最終年度である平成29年は、前半に昨年度の授業を改善したCLIL授業を行い、再度データ収集を行う。収集したデータは量的および質的アプローチで分析し、研究成果を国内外の国際学会で発表する。言語プログラム開発・評価、第二言語習得ヨーロッパの大学視察で授業見学やインタビューの際に、ビデオ撮影をする予定であったが、承諾を得られなかったため、デジタルビデオカメラの購入が不要になったため。当初予定していたイタリアでの学会発表に、モニカ・ハムチュックが都合により参加できなくなってしまったため次年度への繰越が生じた。本年度は、量的データおよび質的データの収集を行う予定であり、調査協力者(客観的テストの受験をしてもらう)への謝金、および、データ処理のためのリサーチアシスタントを雇用し、人件費として使用したい。最終年度の今年度は国内外での国際学会で研究成果を発表するとともに、成果を論文にまとめ出版する。その際の旅費および英文校正料として使用する。
無侵襲生体内部分光のための位相共役波による時間反転計測技術の開発

本研究は、位相共役波による時間反転という新原理を散乱分光の分野に新たに導入することにより、これまで実現が困難であった強い散乱体内部局所領域の選択的分光計測法の創成を目的とする。初年度の研究実績は次のとおりである。1.理論解析により、着想を具現化するための基本的計測方法、計測条件、計測範囲などを明確化した。具体的には、(1)輸送方程式の拡散近似式からスタートし、散乱体内部の光伝搬領域の時間変化を定式化した。(2)理論モデルをもとに、必要とされる入射光量、検出感度、計測系のSN比、計測可能深さ等の解析を行った。2.理論解析の結果をもとにシミュレーションを行い、計測対象および所要計測範囲に対する最適化を行った。具体的には、(1)拡散方程式を基本とした理論モデルをもとに、生体内部局所領域分光を模擬するシミュレーションプログラムを開発した。(2)モンテカルロ法による光伝搬シミュレーションとの比較を通し、開発プログラムの正確さを検証した。(3)真皮組織における血液分光を具体的対象に、計測条件の最適化を図った。(4)得られた最適化条件の妥当性を、モンテカルロシミュレーションとの比較により検証した。3.理論解析およびシミュレーションの結果を踏まえ、散乱体内部局所領域分光計測システム実機の具体的設計開発を開始した。このシステムは、ディジタル位相共役光の利用を基本とするものであり、散乱体からの出射光の位相の空間分布をホログラムとして計測記録するCMOSカメラと、PCで計算した位相共役光の空間分布を発生させる空間位相変調器を中心に構成されている。開発した実験システムを用いた初期実験で、位相共役光の発生を確認した。4.これらの成果を国際会議や国内学会で発表するとともに、学術誌に投稿し採択、掲載された。発表の内1件は、表彰を受けた。また、2019年10月開催の国際会議での基調講演が決定した。位相共役光の時間反転原理を応用した散乱抑制イメージングでは、散乱体透過光から位相共役光を生成して、散乱体内を逆伝搬させる。この位相共役光生成の正確さが、提案手法成否の鍵となる。従来の方法では、散乱体透過光の位相情報のみ共役化した光を生成し利用していた。本研究において、位相情報だけではなく強度情報も正しく再現した位相共役光を生成することが可能となり、イメージング性能が大きく向上することが明らかになった。これにより、本研究の進展が加速されると考えられる。位相情報だけではなく強度情報も正しく再現した位相共役光を用い、当初の計画を越えた性能の技術開発に向け本研究課題を推進する。初年度購入予定の機器を使用する実験において、他予算で購入した機器を用いてより高精度な計測が可能なことがわかった。
計測ソフトと電子回路シミュレータを導入した電気電子工学実験の検討

○研究目的本研究は,計測ソフトLabVIEWを使用してパソコンによる実験回路の測定を行い,さらにこの回路をシミュレーションにより比較するという方式を取り入れた電気電子工学実験を構築することを目的とする。この方式は,現在広く使用されている測定法であり実用性が高く,しかも受講学生に興味を持って実験を行ってもらえることが期待される。○研究方法電気電子工学実験IV「制御系の実験」に本方式を導入するため,以下の手順により実施した。(1)ハードウエアとして,USB接続データロガーとパソコンを用いた測定システムを構成した。(2)計測ソフトウエアLabVIEWのプログラム作成および動作確認を行った。(3)電子回路シミュレータによるシミュレーションの動作確認を行った。(4)実験を所定時間内に終了することが出来,操作もある程度学ぶことが出来る様に,必要な機能,操作のみに限定した操作マニュアルを作成した。(5)実験を進行させて行くための手順を次の様に設定した。最初に操作マニュアルに従って説明をし,次に学生に操作をしてもらい,計測ソフトにより,画面上に計測システムを構築し,実験装置の入出力信号をデータロガーで計測し,波形を表示し必要に応じて印刷する。そして,電子回路シミュレータによりこの実験回路をシミュレーションし,実験結果と比較検討する。(6)予備実験として筆者の所属する研究室の学生に,本システムを導入した実験を実際に行ってもらい,不具合点の改良を行い,より完成度の高いものに更新させて行った。○研究成果以上により,計測ソフトと電子回路シミュレータを導入した電気電子工学実験を構築することが出来た。その結果実用性が高く,受講学生に興味を持って実験を行ってもらえるという所期の目的を達成することが出来た。
歯科インプラント埋入歯槽骨の新規診断法の開発（非脱灰凍結セロテープ法の応用）

インプラント埋入骨評価は、デジタルX線撮影の普及により、ある程度の正確な情報を得ることが可能となっている。しかしCTを含むX線画像のみでは正確な評価は困難である。報告者は、非脱灰凍結切片作製法を用いた歯槽骨の新規診断法の開発を目的に、インプラント埋入患者の歯槽堤より埋入部位の骨を採取し、非脱灰凍結切片作製法により切片作成を行い、トルイジンブルー染色、von Kossa染色を施し光学顕微鏡により40歯槽骨を観察した。その結果、すべての切片において皮質骨、骨髄骨、骨関連細胞、骨髄内の線維性組織、血管などが明瞭に観察され非脱灰凍結切片作製法の有効性が示唆された。この研究は、歯科インプラントを埋入する部位の顎骨を埋入時にトレフィンバーで採取し、実際にインプラントが埋入される骨の状態を非脱灰凍結切片作成法において組織切片を作成し、組織学的に観察することが、可能であるのか否かを検証し、可能であれば、骨質の評価をvon Kossa法などで染色し、定量評価を行い、埋入部の骨質をデータベース化することを目的として行ったものである。研究期間においては、患者の同意を得てインプラント体を埋入する部位の歯槽骨を採取し、ホルマリン固定後に非脱灰凍結切片作成法により、実際の骨の組織学的骨質評価を行った。計40組織の骨組織を採取し、非脱灰凍結切片作成法で、すべて組織評価を行った。いずれもトルイジンブルー、von Kossa染色において骨梁構造が明確に観察できた。こうした研究成果は、X線学的診断による評価よりも、正確な骨構造を観察することができ、インプラント体を埋入する骨の状態を正確に評価できることが確認された。こうした成果は、インプラント埋入から荷重免責期間の設定のための、新たな指標として研究が発展する可能性が示唆された。また手術前のCT値との比較検討を行うことで、CT値と実際の歯槽堤骨質の相関性などを導くことが可能であることも確認された。研究の、問題点としては、骨を採取するトレフィンバーの選択や、骨の硬さや脆さんなどに切片の観察しやすさなどの条件が影響を受けることがあった。これら器具の問題や手技の問題を改善・改良して、良好な組織サンプル数を増やすことで、より正確な研究成果が得られると思われた。傾向として、下顎前歯部の骨質が高い骨質を持ち、上顎臼歯部の骨質は低い骨質を示す傾向があった。今後、画像解析などを行い詳細に研究を解析したい。26年度が最終年度であるため、記入しない。口腔外科学26年度が最終年度であるため、記入しない。
高選択透過アモルファス分離膜のプラズマCVD製膜とフレキシブルセラミック膜の創製

本研究の目的は,プラズマCVD(PECVD)法によるシリカ膜の創製であり,その製膜技術を確立するとともに,気相系分離に応用することを最終目的とする。PECVD法によるシリカ膜は半導体製造プロセスでの薄膜製膜では報告例があるものの,申請者の知る限り分離膜として応用した例は無い。作製したシリカ膜は,熱CVD法と同様にアモルファス構造となっており,水素やヘリウムなどの小さな分子のみが透過できる分子篩膜となっていることが期待される。本研究では,まず多孔質支持体の上に,PECVDシリカ層を形成する必要があり,分子径の異なる気体を膜透過させることで製膜したシリカ膜細孔径を評価した。以下を本研究の研究実績とする。(1)PECVD製膜装置の開発:プラズマCVD装置は製膜原料供給部,プラズマ製膜部,真空部に大別される。ArあるいはO_2でスイープすることで,Hexamethyldisiloxane (HMDS)を製膜部に供給した。製膜部は周波数13.56MHz高周波電源で外部コイル低温プラズマを発生させ,製膜原料を励起させる。反応圧力10-100Paでプラズマ励起された珪素原料は,拡散および多孔質支持体2次側(1-10Pa)への強制対流に同伴されて,膜細孔内部および表面に沈着すると考えられる。(2)1-step製膜:α-アルミナ多孔質管(細孔径150nm)を支持体として用い,TiO_2中間層を作製した.キャリアガスとしてArを用いたPECVD(Ar-CVD)では,透過率は経時的に減少し約10minで定常に達した。He/SF_6およびHe/N_2選択性は次第に向上し,それぞれ200および10程度で定常値に達し,カーボン/シリカ複合膜のPECVD製膜が確認された.一方,キャリアガスをO_2としたO_2-CVDでは,気体透過率は減少したことから薄膜形成が確認されたものの,気体選択性は向上しなかった。(3)2-step製膜:Ar-CVDに引き続きO_2-CVDを行う2-step法製膜を行なったところ,He/SF_6およびHe/N_2選択性は大幅に向上することを見出した。Ar-CVD10minとO_2-CVD5minの場合,He/SF_6およびHe/N_2選択性はそれぞれ27,000および7,800にも達した。これはAr-CVDによりピンホールの無いカーボン/シリカ複合膜がプラズマ重合製膜され,その後のO_2-CVDでカーボン/シリカ複合膜がより無機化されたために,気体選択性が大幅に向上したものと推察される。本研究の目的は,プラズマCVD法によるシリカ膜の創製であり,その製膜技術を確立するとともに,気相系および液相系分離に応用することを最終目的とする。プラズマCVD法によるシリカ膜は半導体製造プロセスでの薄膜製膜では報告例があるものの,申請者の知る限り分離膜として応用した例は無い。本研究では,まず多孔質支持体の上に,プラズマCVDシリカ層を形成する必要があり,分子径の異なる気体を膜透過させることで製膜したシリカ膜細孔径を評価する。(1)プラズマ製膜装置の作製:製膜原料供給部,プラズマ製膜部,真空部に大別される。アルゴンでスイープすることで珪素系製膜原料(Si(OC_2H_5)_4, (CH_3)_3SiOSi(CH_3)_3など)を製膜部に供給する。反応圧力10-100Paでプラズマ励起された珪素原料は,拡散および多孔質支持体2次側(1-10Pa)への強制対流に同伴されて,膜細孔内部および表面に沈着するものと考えられる。(2)製膜条件および後処理条件の最適化:α-アルミナ多孔質管(NOK(株))を支持体として用い,TiO_2,SiO_2-ZrO_2中間層を作製した.プラズマCVDは,プリカーサを膜外から供給し,膜内から吸引する一方供給法で行った.シリカプリカーサはHexamethyldisiloxane(HMDS),キャリアガスはArもしくはO_2を用いて,反応圧80Pa,供給電力30WでCVD実験を行った.CVDはまずArキャリアCVD(HMDS/Ar-CVD)を行い,引き続きO_2キャリアCVD(HMDS/O_2-CVD)を行った.(3)気体透過特性の評価:HMDS/Ar-CVDにより透過率は経時的に減少し,約10minで定常に達した.このときの選択性はα(He/SF_6)が100以上に増加し,He/SF_6系の選択性が大きく向上した.その後,続けてHMDS/O_2-CVDを行うと,Heの透過率はほぼ変わらないまま,He/Ar系の選択性は約1オーダー向上した。

PECVD法によるシリカ膜は半導体製造プロセスでの薄膜製膜では報告例があるものの,申請者の知る限り分離膜として応用した例は無い。作製したシリカ膜は,熱CVD法と同様にアモルファス構造となっており,水素やヘリウムなどの小さな分子のみが透過できる分子篩膜となっていることが期待される。本研究では,まず多孔質支持体の上に,PECVDシリカ層を形成する必要があり,分子径の異なる気体を膜透過させることで製膜したシリカ膜細孔径を評価した。以下を本研究の研究実績とする。(1)PECVD製膜装置の開発:プラズマCVD装置は製膜原料供給部,プラズマ製膜部,真空部に大別される。ArあるいはO_2でスイープすることで,Hexamethyldisiloxane (HMDS)を製膜部に供給した。製膜部は周波数13.56MHz高周波電源で外部コイル低温プラズマを発生させ,製膜原料を励起させる。反応圧力10-100Paでプラズマ励起された珪素原料は,拡散および多孔質支持体2次側(1-10Pa)への強制対流に同伴されて,膜細孔内部および表面に沈着すると考えられる。(2)1-step製膜:α-アルミナ多孔質管(細孔径150nm)を支持体として用い,TiO_2中間層を作製した.キャリアガスとしてArを用いたPECVD(Ar-CVD)では,透過率は経時的に減少し約10minで定常に達した。He/SF_6およびHe/N_2選択性は次第に向上し,それぞれ200および10程度で定常値に達し,カーボン/シリカ複合膜のPECVD製膜が確認された.一方,キャリアガスをO_2としたO_2-CVDでは,気体透過率は減少したことから薄膜形成が確認されたものの,気体選択性は向上しなかった。(3)2-step製膜:Ar-CVDに引き続きO_2-CVDを行う2-step法製膜を行なったところ,He/SF_6およびHe/N_2選択性は大幅に向上することを見出した。Ar-CVD10minとO_2-CVD5minの場合,He/SF_6およびHe/N_2選択性はそれぞれ27,000および7,800にも達した。これはAr-CVDによりピンホールの無いカーボン/シリカ複合膜がプラズマ重合製膜され,その後のO_2-CVDでカーボン/シリカ複合膜がより無機化されたために,気体選択性が大幅に向上したものと推察される。
リンゴ樹および樹園地土壌における長期高CO2・高温の影響とその技術的適応策

2015年に植え付けた2列×8樹の3つのリンゴ個体群(列間3m、樹間2m)に対し、10月上旬にそれぞれを内包するビニールハウス(A棟、B棟、C棟)を建設した。A棟(対照棟)は天井面のみビニールで被覆したハウス、B棟(高温棟)は換気扇、循環扇、側面フィルム巻き上げ装置に暖房装置を備えたハウス、そしてC棟(高温高CO2棟)はB棟の設備に加えて冷房装置とCO2発生装置を備えたハウスである。10月中旬にはB棟とC棟に独自に設計した自動制御プログラムを導入し、ハウス内外の気温とCO2濃度を常時モニタリングしながら、B棟内は屋外より気温が常に3°C高く、またC棟内は屋外より気温が常に3°C、CO2濃度が200ppm高く保たれるよう制御した。更に11月上旬からは自作した自動灌水装置を各ハウスに導入し、各棟の北側は少なめの灌水量(少灌水区)、南側はその1.5倍の灌水量(多灌水区)となるよう制御した。ハウス建設前の5月には予備調査として供試圃場の土壌化学性を調査した。また、リンゴ樹には通常の栽培管理を実施するとともに、収穫果実の重量・品質、剪定枝量、着葉量、幹肥大量などを樹別に詳細に調査した結果、供試圃場は概ね均質で処理開始時(本年11月)には各棟各区の間に有意な差が生じていないことを確認した。4月から、C棟標準灌水区の予定地において、土壌中CO2濃度の測定を複数の手法で先行して開始し、その季節変動の実態を明らかにするとともに、数理モデルによる季節変動の再現を試みた。また、供試圃場の炭素・窒素動態解明の一環として年間5回の下草刈り取り時に刈草量を調査し、炭素・窒素含有量測定のための試料を採取した。本年は環境制御可能なビニールハウス3棟を、予め用意したリンゴ個体群を内包するように建設することが最も重要であった。採択された予算額が当初要求より削減されたため、軒高や奥行きを制限し、多数の企業に問い合わせて安価に建設できる道を探った結果、完成は10月にずれこんだが、今後の実験実施が十分可能な施設を建設することが出来た。温室内環境制御プログラムは、業者と綿密に打ち合わせの上外注した結果、ハウス完成後2週間以内に導入することが出来た。導入後も改良を加え、まだ改善の必要はあるものの、概ね目標通りの環境制御が実現している。ハウス内環境の3次元表示システムの開発研究には着手出来なかったが、研究計画を立案して既に必要な機材を調達した。今後4年間は、A(対照)、B(高温)、C(高温高CO2)の3棟のビニールハウスにおいて、それぞれ少灌水区と多灌水区を設定し、3月15日から11月30日まで目標に沿った環境制御を実施して、下記1)4)の各種調査を行う。またB・C棟の環境制御プログラムを早急に精緻化するとともに、ハウス内環境の3次元表示システムを開発する。1)【リンゴ樹】高温によるフェノロジー変化を明らかにするために各棟・各品種の発芽日、開花日、果実成熟日や落葉日を調査する。また、高温/高CO2が光ー光合成関係やCO2ー光合成関係に及ぼす影響を明らかにするために、各棟の個葉数枚に対して、一時的に光強度やCO2濃度を変化させながら光合成速度を測定する。またハウスを一定時間密閉し、ハウス内CO2濃度の減少速度を計測して個体群光合成速度の評価を試みる。更に、各棟各区の剪定量、収穫量、幹周長などを品種別に調査する。2)【果実】各棟各区・各品種の花芽分化や果実肥大を経時的に調査するとともに、収穫果実における糖の含有量と組成、酸の含有量、硬度や果皮・果肉の着色などを調査する。2020年以降は各棟果実の貯蔵性の差異も調査する。3)【土壌呼吸速度】CO2濃度測定機器を各棟各区の2深度に埋め込み、土壌中CO2濃度を経時的に測定するとともに、数理モデルを活用してその濃度変動を再現し、土壌呼吸の高温・高CO2による影響を明らかにする。4)【水分・窒素・土壌有機物の動態解析】各棟各区土壌の2深度において、土壌水分、地温ならびに電気伝導度を継続的に調査するとともに、適宜土壌水を採取して硝酸態ならびにアンモニア態窒素濃度を計測し、数理モデルに入力して、水分移動と窒素溶脱の実態を解明する。更に各棟各区における土壌有機物や葉・枝・果実、刈草中の炭素・窒素含有量を調査し、土壌呼吸や窒素溶脱の結果と併せて、炭素・窒素動態を総合的に解明する。

更に11月上旬からは自作した自動灌水装置を各ハウスに導入し、各棟の北側は少なめの灌水量(少灌水区)、南側はその1.5倍の灌水量(多灌水区)となるよう制御した。ハウス建設前の5月には予備調査として供試圃場の土壌化学性を調査した。また、リンゴ樹には通常の栽培管理を実施するとともに、収穫果実の重量・品質、剪定枝量、着葉量、幹肥大量などを樹別に詳細に調査した結果、供試圃場は概ね均質で処理開始時(本年11月)には各棟各区の間に有意な差が生じていないことを確認した。4月から、C棟標準灌水区の予定地において、土壌中CO2濃度の測定を複数の手法で先行して開始し、その季節変動の実態を明らかにするとともに、数理モデルによる季節変動の再現を試みた。また、供試圃場の炭素・窒素動態解明の一環として年間5回の下草刈り取り時に刈草量を調査し、炭素・窒素含有量測定のための試料を採取した。本年は環境制御可能なビニールハウス3棟を、予め用意したリンゴ個体群を内包するように建設することが最も重要であった。採択された予算額が当初要求より削減されたため、軒高や奥行きを制限し、多数の企業に問い合わせて安価に建設できる道を探った結果、完成は10月にずれこんだが、今後の実験実施が十分可能な施設を建設することが出来た。温室内環境制御プログラムは、業者と綿密に打ち合わせの上外注した結果、ハウス完成後2週間以内に導入することが出来た。導入後も改良を加え、まだ改善の必要はあるものの、概ね目標通りの環境制御が実現している。ハウス内環境の3次元表示システムの開発研究には着手出来なかったが、研究計画を立案して既に必要な機材を調達した。今後4年間は、A(対照)、B(高温)、C(高温高CO2)の3棟のビニールハウスにおいて、それぞれ少灌水区と多灌水区を設定し、3月15日から11月30日まで目標に沿った環境制御を実施して、下記1)4)の各種調査を行う。またB・C棟の環境制御プログラムを早急に精緻化するとともに、ハウス内環境の3次元表示システムを開発する。1)【リンゴ樹】高温によるフェノロジー変化を明らかにするために各棟・各品種の発芽日、開花日、果実成熟日や落葉日を調査する。また、高温/高CO2が光ー光合成関係やCO2ー光合成関係に及ぼす影響を明らかにするために、各棟の個葉数枚に対して、一時的に光強度やCO2濃度を変化させながら光合成速度を測定する。またハウスを一定時間密閉し、ハウス内CO2濃度の減少速度を計測して個体群光合成速度の評価を試みる。更に、各棟各区の剪定量、収穫量、幹周長などを品種別に調査する。2)【果実】各棟各区・各品種の花芽分化や果実肥大を経時的に調査するとともに、収穫果実における糖の含有量と組成、酸の含有量、硬度や果皮・果肉の着色などを調査する。2020年以降は各棟果実の貯蔵性の差異も調査する。3)【土壌呼吸速度】CO2濃度測定機器を各棟各区の2深度に埋め込み、土壌中CO2濃度を経時的に測定するとともに、数理モデルを活用してその濃度変動を再現し、土壌呼吸の高温・高CO2による影響を明らかにする。4)【水分・窒素・土壌有機物の動態解析】各棟各区土壌の2深度において、土壌水分、地温ならびに電気伝導度を継続的に調査するとともに、適宜土壌水を採取して硝酸態ならびにアンモニア態窒素濃度を計測し、数理モデルに入力して、水分移動と窒素溶脱の実態を解明する。更に各棟各区における土壌有機物や葉・枝・果実、刈草中の炭素・窒素含有量を調査し、土壌呼吸や窒素溶脱の結果と併せて、炭素・窒素動態を総合的に解明する。
Bリンパ球のホメオスターシスと活性化の制御機構の研究

Bリンパ球のホメオスターシスと活性化の動態を制御するIL-5とLnkアダプターファミリー分子に焦点をあて、B-1細胞の恒常性維持やB-2細胞のIgHクラススイッチ組み換え、造血幹細胞増殖の制御にどのように関わるか明らかにして、Tリンパ球の分化との関係を分子レベルで明らかにする。本研究はBリンパ球におけるIL-5およびLnkアダプター分子の機能を解析することにより、リンパ球のホメオスターシスと活性化の制御機構を明らかにすることを目的としている。平成16年度においては以下の結果を得た。(1)IL-5によるBリンパ球ホメオスターシス制御に関して(1)試験管内で血球系列マーカー陰性前駆細胞から分化させたプロB細胞をSCIDマウスに移植する系を確立し、IL-5がBリンパ球分化のきわめて初期の段階からB-1細胞、とりわけIgA産生細胞への分化に関与しうることを示した。(2)腹腔B-1細胞の維持・活性化に必要なIL-5が非血球系細胞から分泌されることをRAG-2欠損マウス、TCRβ/TCR_γ欠損マウスおよびW/W^vマウスを用いて明らかにした。(3)CD38+IL-5刺激によるB-2細胞のIgG1クラススイッチはAIDの発現増強を伴うが、この過程にはクロマチンリモデリングが重要であることをヒストン脱アセチル化阻害剤トリコスタチンAを用いて示した。また、CD38+8-メルカプトグアノシン+IL-4刺激時にはAIDの発現およびgermline γ1 transcriptが誘導されるにもかかわらずクラススイッチが起こらないことからAIDの機能を補助する分子が必要であることを初めて示した。(3)結核菌由来ペプチドPeptide25(P25)特異的T細胞のTh1細胞への分化時に転写因子t-betの発現上昇がIFN_<-γ>非依存性に起こることをIFN_<-γ>欠損およびSTAT1欠損マウスを用いて示した。また、P25特異的TCRに対する抗イディオタイプモノクローナル抗体を樹立した。(2)Lnkファミリー分子によるBリンパ球ホメオスターシス制御に関して(1)Lnk欠損により機能的な造血幹細胞が著増すること、個々の細胞あたりの骨髄再構築能も一部の幹細胞で充進することを明らかにした。(2)Lnkファミリー蛋白質APSの欠損により腹腔B-1細胞が増加し胸腺非依存性抗原に対する抗体産生が亢進すること、逆にAPS過剰発現によりB-1細胞の減少とB細胞受容体刺激依存性増殖が障害されること、APSがアクチン細胞骨格制御を通しB細胞機能を負に制御することを示した。1マウス骨髄中にIL-5受容体陽性細胞群を同定した。これらの細胞は表面マーカーから近年報告されたB-1前駆細胞と同一と考えられ、IL-5受容体はその前駆細胞の初期マーカーである可能性が示唆された。2 CD38刺激マウス脾臓B細胞をIL-5刺激するとIgG1へのクラススイッチが起こるが、IL-4刺激の場合CD38に加え8-SGuo刺激が必要であった。CD38+8-SGuoのみでもDNAの二重鎖切断は起こりIL-4はDNA修復に重要と考えられた。3 I-A^b発現CHO細胞をAPCとして結核菌由来ペプチドP-25特異的TCRを発現するナイーブT細胞をP-25刺激するとT-betの発現が誘導され、Th1分化が誘導されたことから、TCRとペプチド/MHCクラスII分子の相互作用のみでもヘルパーT細胞の分化が規定されうることが明らかになった。4試験管内でP-25応答性T細胞とともにP-25刺激したAPCではOVAに対するTh1応答やCTL生成の増強が観察されP-25を介したCD^4+T細胞とAPCの相互活性化による強いTh1応答の誘導がOVA特異的CD8^+T細胞に対するクロスプライミングの増強を誘導する事が示唆された。5 Lnk/APS重複欠損マウスを作製し造血前駆細胞への影響を検討したが、Lnk単独欠損と比較して変化は見られず造血幹細胞・前駆細胞では、これらの重複作用はないと思われた。6 SH2変異にPHドメイン欠損とC末端領域欠損を組み合わせたLnk変異体がドミナントネガティブとして働くことが明らかとなった。これをマウス造血前駆細胞に発現させ移植したところ、造血能亢進が観察された。7 APS欠損マウスでは腹腔B-1a細胞が増加し、TI-2抗原応答の亢進が認められた。APSトランスジェニックマウスでは腹腔B-1細胞が減少したほか、F-アクチン量がAPS発現と相関することがわかった。(1)IL-5によるリンパ球ホメオスターシス制御1)B-1前駆細胞の同定:マウス胎児肝および成体骨髄中の血球系列マーカー陰性分画およびCD19^+B220分画にIL-5Rα陽性細胞を検出した。培養、および移植実験の結果、CD19^+B220-IL-5Rα^+細胞がB-1前駆細胞であった。

2)8-SGuoによる活性化B細胞へのγ1クラススイッチ誘導はTLR7およびMyD88に依存し、その際AIDの発現を誘導することがわかった。3)抗CD79b抗体投与時にBtk依存的に発現変化する遺伝子をgenechip解析により選定し、造血前駆細胞に強制発現させ、B細胞分化を促進、抑制するもの一つずつを同定した。4)T-bet欠損P25特異的TCR Tgマウスを結核菌由来ペプチド刺激してもTh1に分化することから、T-bet非依存性のTh1分化シグナルの存在が示唆された。5)P25で刺激したP25TCR CD4^+細胞と樹状細胞を共培養すると樹状細胞上の機能分子の発現が亢進することから、P25による抗腫瘍免疫の増強にはCD4^+T細胞が直接樹状細胞を活性化し、抗原クロスプレゼンテーションを増強するモデルが考えられた。(2)LnkによるBリンパ球ホメオスターシス制御1)ドミナントネガティブ型Lnkを過剰発現した造血前駆細胞は細胞遊走試験においてVCAM-1に捕捉されやすいことから、Lnkが接着分子の制御を介して造血能を調節している可能性が考えられた。2)血小板を用いてLnk会合分子を解析した。LnkはαIIβ3 integrin架橋後にc-SrcおよびADAPと複合体を形成した。Lnkはサイトカインシグナルは抑制するが、インテグリンシグナルは亢進させるという二つの機能を持っていることが示唆された。(1)IL-5によるリンパ球ホメオスターシス制御1)B-1細胞の分化・生存維持やクラススィッチ組換えに重要なIL-5の生体内での産生機構を解析するためのIL-5/GFPノックインマウスの作製に成功した。2)既知TLR7リガンドloxoribineは単独でAID発現を誘導するのに対し、新規TLR7リガンド8-SGuoは単独ではAID発現を誘導せず、8-SGuoによるAID発現誘導にはCD38やIL-5による共刺激が必要であることが明らかになった。3)PreBCRおよびBtkの下流でPreB細胞分化を促進する遺伝子のGFPノックインマウスの作製に成功した。またこの遺伝子をProB細胞に過剰発現することで、PreB細胞分化が促進された。4)Peptide-25応答性CD4+T細胞とPeptide-25と共に培養した樹状細胞において、インターフェロン刺激で誘導される多くの遺伝子が発現することをgene chip解析で確認した。5)Peptide-25応答性CD4+T細胞と樹状細胞との共培養時に、Peptide-25で刺激すると樹状細胞上のMHCクラスI、CD80、CD86の発現上昇が認められた。(2)LnkによるBリンパ球ホメオスターシス制御正常造血幹細胞に比べて、Lnk欠損造血幹細胞はトロンボポイエチン(TPO)の刺激に対して過剰に反応し、Lnk欠損造血幹細胞ではSTAT5とAktの活性化やp38MAPKの不活化が亢進していることがわかった。以上からLnkはTPOシグナル伝達を調節し、造血幹細胞の自己複製を制御することが明らかになった。
複合災害被害者のレジリエンス獲得：多層的多面的指標による解析

2016年度から2018年度にかけて行った本研究補助により活発な研究展開を行って来た。被災住民の精神的健康回復につながる研究成果が挙がり、うつ状態にある住民の回復に更に役立たせるのに有効な事象を解明した。また研究報告会を催し、政策立案者とフロントラインで住民と接している自治体職員と研究成果の共有を図り、政策立案に役立せる機会を設けた。a.レジリエンス軌跡の解析に容易となる6パターン(安定型、早期の回復、遅れての回復、悲嘆悪化など)を新規に提唱して、解析できるようにした。b.精神的回復促進因子として、「主観的健康度が高い」「震災前よりも運動量の増加」「震災前からの住民との交流の持続」「仕事を通じて人に役立っている」が回復を促す要因であることを明らかにした。同時に次の項目が避難住民のレジリエンス軌跡に関与することを解明した。1福島県民の被災体験者は気分の落ち込み・不安感情が全国平均よりも高い、2避難前に住んでいた地域住民との交流が軌跡に有意に影響する、3スティグマがあっても受容するようになればレジリエンス獲得に作用する、4原発事故被災者と長期避難者には被災体験を共有することがレジリエンスに向かう、5大切な人の死別は落ち込みが特に強く、支援が必要、6複雑性悲嘆者には悲嘆治療、行動活性化療法など専門的な治療が必要である。2011年震災以来、研究グループは福島県立大学の(1)「県民健康調査事業」をプラットホームにして被ばく線量評価、18歳以下住民の甲状腺検査、避難地域での健康診査、住民とのダイアローグ、妊産婦の精神衛生援助などを通じて、協働して研究を行い、7年間にわたって確実に実績を積み重ねてきた。(2)研究環境としてフィールド調査は福島県内で実施したが、研究協力者を含めて当該研究者と福島県と市町村の担当者との信頼は厚く、調査研究は支障なく進展できた。また、アンケート調査はこれまで多くの実績があり、安定した精度が保持できた。(3)その結果を学術論文として国際的に発信してきた。2019年度からの3年間で、a.事故後の県民健康調査データを補完して「傷ついた心と健康の回復」を意図する。福島県「県民健康調査」事業によって県民の健康指標データが多く集積されているが、集団として捉えるため不安の詳細、不安要因の同定は難しい側面がある。大規模放射線事故は前例に乏しく、自然災害よりも与えるインパクトが大きく、持続する。福島県立医科大学は県民健康調査事業から得られる知見、政府・県市町村データと合わせて総合的に解析できる優位性を有している。b.複合的災害からの心の回復(レジリエンス)軌跡要因の研究に焦点が当てられつつある。住民の心の傷は「避難」に原因するのもあるが、福島県民は「放射線への不安」に対してある。健康調査」事業によって県民の健康指標データが多く集積されているが、レジリエンスに焦点を当てて、軌跡を多層的多面的に解析して、効果的な重要ポイントを同定する。その結果は行政に反映され、住民の回復に活用可能となる。2011年の東日本大震災は地震・津波に加えて福島県では原子力発電所事故という複合災害をもたらした。福島県県民健康調査によって精神的な健康が悪化したままの住民がいる反面、こころの回復を得ている住民が存在する。被災者のレジリエンス(回復の獲得)とその要因を解析した。震災時に福島県に住んでいた8名(女性7名、男性1名、平均年齢53歳)に面接調査と質問紙調査を行い、精神的健康度がresilience、recovery、resistanceの軌跡をたどっている7名を分析対象とした。重症精神的障害に該当する人はおらず、またCD-RISC(Conner-Davidson Resilience Scale)平均得点69.5は日本人大学生平均得点よりも高かった。7名中6名が震災後半年以内に健康不良状態になったが、2年以内に3名、3年以内に全員が回復していた。面接調査から良好な人間関係と仕事を行うことが回復に寄与した要因として認知された。また、調査全対象者が災害体験によって得たものがあると回答した。予定していた被災者との直接的な面接聞き取り調査を行うことができ、次年度以降のより詳細な分析・考察と多数住民を対象に行う質問紙調査への着実な進展につながるため。【質問紙表による郵送調査】目的:2011年の原子力発電所事故により福島県民にスティグマや非差別意識を精神的な影響を与えている。しかし、事故後7年が経過し、レジリエンス意識を獲得した住民もいる。放射線災害を経験した県民の精神的健康の回復に関する要因を解析した。方法:福島県民の避難区域住民と非避難区域住民1000名に質問調査用紙を郵送し、得られた情報を多重ロジスティクス解析を行っている。結果:resilience(回復), recovery(回復), resistance, chronic dysfunction(悪化)を決定する因子として「震災による失業」「経済的な暮らし向きが苦しい」は回復を阻害した。一方、「主観的健康度が高い」「震災前からの運動量が増えた・変わらない」「震災前からの友人との交流が続いている」「仕事が他の人の役に立っている」は回復を促す要因であった。結論:健康度意識や運動習慣、知人との交流が精神的な回復を促す因子であることが示唆される。【福島県政世論調査による解析】調査方法:県政世論調査のうち2011年度から2015年度について提供を受けた。

福島県内の市町村から満15歳以上の男女個人を対象に、層化二段無作為抽出法により標本を抽出している。アンケートは郵送調査法によって行われ、調査対象は各年1300人、有効回収率は55%63%であった。防災行動、検診行動、安心感、放射線の意識、医療福祉サービス、県の復興への評価について尋ねた。結果:災害に対しての防災意識は一時高まったが、漸減して風化が考えられる。防災行動は強い不安感、周囲の繋がり、女性、浜通り地域が要因として同定された。ソーシアルキャピタルを高く維持することは防災効果と健康への好影響が推定された。予定していた郵送調査は年度内に完了し、詳細な解析に進んでいる。さらには県政調査の資料も入手して重層的な解析が進んでいる。災害後における防災意識と検診行動と要因を経年的に経年的に明らかにした初めての研究である。2016年度から2018年度にかけて行った本研究補助により活発な研究展開を行って来た。被災住民の精神的健康回復につながる研究成果が挙がり、うつ状態にある住民の回復に更に役立たせるのに有効な事象を解明した。また研究報告会を催し、政策立案者とフロントラインで住民と接している自治体職員と研究成果の共有を図り、政策立案に役立せる機会を設けた。a.レジリエンス軌跡の解析に容易となる6パターン(安定型、早期の回復、遅れての回復、悲嘆悪化など)を新規に提唱して、解析できるようにした。b.精神的回復促進因子として、「主観的健康度が高い」「震災前よりも運動量の増加」「震災前からの住民との交流の持続」「仕事を通じて人に役立っている」が回復を促す要因であることを明らかにした。同時に次の項目が避難住民のレジリエンス軌跡に関与することを解明した。1福島県民の被災体験者は気分の落ち込み・不安感情が全国平均よりも高い、2避難前に住んでいた地域住民との交流が軌跡に有意に影響する、3スティグマがあっても受容するようになればレジリエンス獲得に作用する、4原発事故被災者と長期避難者には被災体験を共有することがレジリエンスに向かう、5大切な人の死別は落ち込みが特に強く、支援が必要、6複雑性悲嘆者には悲嘆治療、行動活性化療法など専門的な治療が必要である。2011年震災以来、研究グループは福島県立大学の(1)「県民健康調査事業」をプラットホームにして被ばく線量評価、18歳以下住民の甲状腺検査、避難地域での健康診査、住民とのダイアローグ、妊産婦の精神衛生援助などを通じて、協働して研究を行い、7年間にわたって確実に実績を積み重ねてきた。(2)研究環境としてフィールド調査は福島県内で実施したが、研究協力者を含めて当該研究者と福島県と市町村の担当者との信頼は厚く、調査研究は支障なく進展できた。また、アンケート調査はこれまで多くの実績があり、安定した精度が保持できた。(3)その結果を学術論文として国際的に発信してきた。面接聞き取り調査で行った先行解析によって得られた精神的な回復レジリエンス獲得要因を組み込んだ質問用紙を作成する。質問用紙は1000人以上の多数福島県住民(避難者を含む)を対象に配布・回収し、レジリエンス獲得の要因を詳細に解析する。あわせて、政府省庁や福島県から得られる各種指標などを総合的に解析する。
激変する国連PKOを支える国際分業体制の研究：日本の比較優位を活かす貢献策の検証

<1年目>文献調査および研究メンバーによる数次の研究会開催により、5年間の研究機関に達成すべき課題と目標を設定する。それぞれの分担に応じて海外調査を実施(先進国、新興国、途上国、国際機関に分けてメンバー間で分担する)。暫定的な成果は国際学会を中心に発表。<2、3年目>引き続き各自の分担にそって海外調査を実施。また海外の連携機関との協力関係の構築も進める。結果は国内研究会で共有。<4年目>暫定的な研究成果について海外連携機関との共同で検討を進める。<5年目>研究成果の取りまとめ・公表に軸足を移す(シンポジウム、ワークショプ開催、国内外の学会発表、論文執筆など)。
Phonology Across the World’s Languages

以下の調査を行った。(1)脳波計を用いたキューイング課題の効果測定。(2)英語能力の低い話者と高い話者の英単語読み上げのきっかけ測定。(3)漢語読み上げ時に使用される音韻単位は何か。(4)単語創出単位の大きさの違いはその言語で用いられる記述単位によるのか。(5)音訓率を含む漢字および発音のオンライン検索エンジンの構築。これらにより、英語能力の低い日本語母語話者は、英語でも日本語のモーラ単位で発話すること、一方、英語能力の高い日本語母語話者は英語母語話者と同じ単位で発話することが分かった。また、漢字はモーラ重複ではなく漢字全体の発音が言語産出に影響していることも分かった。以下の調査を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。実験心理学28年度が最終年度であるため、記入しない。
ランダム媒質の中の確率過程の研究とその応用

確率過程の粒子が運動をする状態空間(媒質)に粒子の持っているものとは独立な確率構造が入っている場合の研究を行って来た。一次元格子上のランダムウォ-クの極限として自然に出て来るものとして、一次元直線上のドリフトを伴ったブラウン運動が得られる。格子点上に分布するランダムな媒質が臨界的な場合(ランダムウォ-クとしては回帰的になっている)、これに対応する極限状態ではブラウン運動のドリフトがブラウン運動とは独立な白色雑音になっている。このドリフトを臨界的な場合に相当するランダムウォ-クで近似するとき、無限時間での挙動はこの近似ランダムウォ-クの自己相似性のオ-ダ-によって定まることを証明した。又、時間的な正規化を厳密化することで、局所的極限挙動定理を得つつある。勿論、局所的極限挙動定理においてはランダムウォ-クの正規化した極限があるクラスの確率過程に限定されている場合のみ証明が出来ている。一般の極限定理は局所的定理から導かれる特殊な形になっていることが分る。今年から始めた研究の一つに非臨界的なランダムな媒質の中での確率過程がある。拡散モデルで言えば、ドリフトに白色雑音一定数a(a>o)を持つブラウン運動の極限の研究になる。今はa>1/2の場合に、最小到達時間の無限時間の挙動を発見している。o<a<1/2については確率微分方程式の援用で、さらに詳しいことが分ることを期待している。a>1/2の場合についても、中心極限定理については未だ解決の糸口もつかめていない。重要な分野だと考えている。
超高強度レーザー誘起パルス表面波の金属細線伝送による表面プラズマ電子長距離加速

超高強度極フェムト秒パルスレーザーと物質との相互作用により、様々な放射線(電子、イオン、X線など)が発生し、次世代の放射線源として注目され研究が活発に行われているが、電磁波についてはまだ調べられていない。代表者らは、レーザーと金属極細線との相互作用によりレーザー生成加速電子が細線方向に誘導されという今までの成果をもとに、パルス表面電磁波が生成伝搬すると考え、その実証実験を行った。レーザー生成・加速フェムト秒電子パルスを用いた電子偏向法により、細線周辺の電磁波のダイナミックスを調べた。その結果、Sommerfeld波が金属細線に沿って伝搬していることを捉えるのに初めて成功した。新たなレーザープラズマ電子加速方式の提案の可能性を探るための要素を検証する。超高強度極短パルスレーザーと金属細線との相互作用により高強度短パルス表面電磁波を発生し、これを細線に沿って伝搬させることにより細線表面に表面プラズマ波を誘起し、このプラズマ波により電子を細線方向に長距離加速することを提案する。この方式の可能性を示すための要素物理の検証として、1細線を伝送するパルス表面電磁波の存在の有無の検証、2プラズマ波の観察を目標としている。代表者らは、高強度短パルスレーザーと薄膜との相互作用により放射する電子線を詳細に調べた。その結果、金属薄膜を用いた場合、電子が面方向に強く放射することを見いだした。この結果を元に、金属細線とレーザーの相互作用により発する電子は細線方向に放射すると考えた。実験の結果、電子は細線方向に指向性よく放射した。電子は明らかに細線方向に誘導されている。この実験結果を解釈するために、電子の軌道計算を行った。金属細線渡って有限の減衰時間をもつ線電荷を仮定した場合、放射特性が再現された。加速された電子が細線の作る電場により引き寄せられ、細線方向に運動する。問題はこの計算に用いた線電荷の作る電場に相当するものがどのように生成されるかであり、これを明らかにすることが当該年度の課題である。二つの解釈が考えられる。1レーザーによる細線の帯電と2レーザーによる表面電磁波の生成である。本年度は間接的な測定を実施した。様々な、ターゲット系により放射電子特性を調べた。金属細線を空隙をおいて直列に配置した場合(第1の細線の空隙と反対の端にレーザーを照射する)、空隙があるにも関わらず、第2の細線においても電子が誘導されることを観察した。これは、1の可能性はないと結論付けられるものである。薄膜と細線の組み合わせでも、薄膜により生成加速した電子が細線に誘導されることを見いだした。新たなレーザープラズマ電子加速方式の可能性を探るための要素を検証する。すなわち、超高強度極短パルスレーザーと金属細線との相互作用により高強度短パルス表面電磁波を発生し、これを細線に沿って伝搬させることにより、表面プラズマ波を誘起し、これにより電子を細線方向に加速することを提案する。この可能性を示すための要素物理の検証として、まず、細線を伝搬するパルス表面電磁波の存在の有無の検証が本質的に重要である。代表者らは極短パルスレーザーと薄膜との相互作用により発生・加速する電子パルスを位相回転器によりパルス圧縮し短パルス電子を生成した。この短パルス電子を金属細線近傍に直交させる電子偏向法により、細線近傍の電磁場を測定することに初めて成功した。その結果、レーザー細線相互作用点から表面電磁波が光速で細線に沿って伝搬していることが明らかとなった。さらに、細線の端を真空容器の外に導き、細線端外で電磁波の測定を行った結果、径方向の偏向をもつ電磁波であることが確認され、レーザー強度の増大とともに電磁波が増大されることも明らかとなった。これらの事象は、金属細線に垂直方向に電子雲を動かした時の、電磁場計算によっても確認された。これにより、レーザーと金属細線との相互作用により、高エネルギー電子が加速され、それにより強い電磁波が発生し、その一部が金属細線に沿って伝搬する表面波のモードになること、および、この表面波により中低エネルギー電子が細線方向に誘導されることの確証が得られた。数物系科学レーザーと金属細線の相互作用において、電子が細線方向に誘導されていることは実験的に確実に実証された。また、メートル級の細線においても誘導が観測された。この誘導がどのような物理で生じるのかを明らかにするために、間接的な方法であるが、標的金属細線を空隙を設けて直列に配置したり、薄膜と細線を配置した標的系で照射実験を行った。その結果、レーザーが直接照射される標的から細線が離れているにも関わらず、電子が細線方向に誘導されることが明らかとなった。よって、電子の誘導力は、レーザーによる細線の帯電ではないと結論付けることができた。