hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Ｘ線領域におけるフェムト秒光学遅延と自己相関器の研究開発

クリプトンの場合、1sのホールの寿命は僅か170アト秒と短く、2つ目を励起するのは極めて困難である。このため、本研究の内殻2重イオン化の観測は、硬X線領域では世界で初めての成功例となった。さらに、1s軌道に1つホールがある状態からの通常の蛍光X線強度と内殻2重イオン化状態からの蛍光X線強度を比較することで、本研究の最終目標であるパルス幅の見積りが可能であることを示した。このために、パルスの影響や強度揺らぎの効果を取り入れた解析手法を考案した。これを使って実験データを定量的に解析し、SACLAのパルス幅を2.52.8フェムト秒と決定した。こうして求めたパルス幅は、独立に行われた加速器側の電子ビームに対する測定結果とよく一致し、本研究の解析方法の妥当性が示された。計画では、フェムト秒光学遅延と自己相関器の2つの開発項目を挙げていた。しかし、東日本大震災による予算配布の遅延があり、また、海外グループの研究動向を考慮して、自己相関器の中心装置であるガスチェンバ開発を優先することとした。25年度が最終年度であるため、記入しない。既に自己相関器の核心部分となる2光子過程の観測に成功している。一方で、フェムト秒光学遅延に関しては後回しにした。これは、原子・分子系におけるX線の多光子過程が、海外グループとの熾烈な競争にさらされているためである。既に平成24年度の研究で光学遅延無しでもパルス幅を見積もれることを示しており、本研究の最終目標はほぼ達成されつつある。SACLAのピークパワーが想定より低い可能性があり、その場合、ガスの非線形光学過程の観測が困難になると予想される。特にDCH状態の観測に必要な光子エネルギーが高い領域でパワーが出づらいようなので、散乱断面積の小さく困難が予想されるが、低い光子エネルギーで起こるTPA過程の観測を先に行うなどの対策をする。また、使用する予定の検出器の量子効率も想定より低いことが判明したので、代替の検出器を検討する。平成24年度の研究により、内殻2重イオン化は散乱断面積が比較的大きく使いやすいことが分かった。しかし、クリプトンの場合、パルス幅が2フェムト秒より短くなると、パルス幅に対する感度が落ちてくることが計算から判明した。これは、170アト秒の寿命とはいえ中間状態を挟むためである。より短いパルス幅でも測定できるように、中間状態の存在しない2光子吸収過程をX線領域で利用する必要がある。そこで、最終年度は分光技術を高度化してX線2光子吸収の観測を目指す。
マウス受精卵前核期におけるクロマチンダイナミクスの解析

本研究はマウス受精卵前核期の雄性前核において大規模に変化するヒストンメチル化修飾の役割とその制御因子を明らかにすることを目的として行われた。その結果,ヒストンH3の4番目のリジン残基(H3K4)のメチル化(H3K4me)が初期胚発生に重要であることがわかり,さらにヒストンメチル化酵素であるMixed lineage leukemia 3/4(Mll3/4)が前核期のH3K4meに関与していることが強く示唆された。ヒストンのリジン残基をメチオニン残基に変換した変異体(K-M変異体)は当該部位の内在性メチル化を消去することができる。この変異体を用いて前核期のH3K4me消去を試みたところ,雄性前核においてのみ,H3K4meが消去された。H3K4meは転写活性化のマークとなるヒストン修飾であり,本研究においても前核期におけるH3K4meの消去は受精後に最初に生じる転写活性化minor Zygotic Gene Activation (minor ZGA)を抑制することがわかった。しかし前核期の次の段階,二細胞期に生じる大規模な転写活性化major Zygotic Gene Activation (major ZGA)はH3K4me消去の影響を受けなかった。以上の結果から,雄性前核のおけるH3K4meはminor ZGAの制御に必須であり,minor ZGAで発現する遺伝子群の中に,その後の初期胚発生に必要な遺伝子が含まれていることが示唆された。以上の結果はヒストンメチル化酵素の一つであるMll3/4をノックダウンした受精卵においても同様に観察されたことから,Mll3/4が前核期におけるH3K4meを制御している可能性が示唆された。本研究はリプログラミング機構の一端を明らかにし,初期胚発生における遺伝子発現の制御機構に新たな知見をもたらしたと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。受精卵は受精直後の前核期においてエピジェネティック情報(DNAメチル化やヒストン修飾などをダイナミックに変化させ,全能性を獲得する。この機構はリプログラミングと呼ばれ,初期胚発生に必須の機構である。私は当該部位におけるゲノム全体の内在性メチル化を消去することができるK-M変異体を用いた解析により,ヒストンH3K4のメチル化を介した雄性前核の胚性遺伝子活性化(minor ZGA)が初期胚発生に必須であることを明らかにし,さらに前核期において重要なH3K4メチル化酵素としてM113を同定した。受精卵前核期のヒストン修飾の変化はその重要性が示唆されながらも,ヒストン修飾をゲノムワイドに消去することが不可能であったことから,その詳細は明らかにされてこなかった。私は昨年報告されたばかりのK-M変異体を受精卵研究にいち早く応用してこの壁を打ち破り,前核期において重要なヒストン修飾とそのminor ZGAへの関与を明らかにした。今後は同定したH3K4メチル化酵素であるM113をノックダウンした受精卵を用いてRNA-seqおよびChIP-seqを実施し, M113のターゲット遺伝子を同定する。そして,そのターゲット遺伝子の機能を解析することで,リプログラミング機構の全容を明らかにする。エピジェネティクスはがんや糖尿病など様々な疾患の病態発現に関与していることが報告されているが,その分子機構には不明な点が多く,病態解明や新規治療法の開発には結びついていない。リプログラミングではエピジェネティクス情報がダイナミックに変化するため,様々なエピジェネティクス機構の関与が考えられており,本研究の成果は発生学や再生学の発展に寄与するだけでなく,新たなエピジェネティック機構の発見を通じて様々な疾患の病態解明や新規治療法開発にもつながることが期待できる。

本研究はリプログラミング機構の一端を明らかにし,初期胚発生における遺伝子発現の制御機構に新たな知見をもたらしたと言える。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的である「リプログラミングを遺伝子レベルで明らかにする」ことに関しては,リプログラミング時においてH3K4のメチル化が重要であることを明らかにすると共に,そのメチル化酵素の候補としてM113を同定することで,目標達成に近づいた。今後はM113がターゲットとする遺伝子を同定することでリプログラミング機構の全容を明らかにする。また,前核期後期における胚性遺伝子活性化が初期胚発生に必須であることがわかり,その制御にH3K4のメチル化が関与していることも示した。これは当初の目的を上回る成果であり,当初の計画以上に研究が進展していることを示している。
アレクサンドリアのフィロンにおける倫理, 政治思想的研究

ユダヤ人フィロンはローマ時代のアレクサンドリアにおいてその著作「ヨセフ」を通じて終始一貫して,異教徒に対し,彼らと共有しうる政治家像を描写する.それは理想としての政治家像である.彼によれば,最善の目標に到達する方法は三種類あるが,それは学術と素質と訓練である.モーゼによれば父祖の最も昔の賢者たちが,その名前で呼ばれる.かられの生涯については,教育と独学によるものと訓練〓〓〓ものとに関するものとして,既に述べられたが,第四の生涯として理想的政治家を少年時代からその職務のために厳格に鍛えられた族長が取り挙げられる.この人物は17才になったころ初めて羊飼いの技術の諸規則で鍛えられることによって政治の技術の準備をする.詩人たちの世界で王たちが〈民の牧者〉と呼ばれる通りである.というのは羊飼いの技術を完全に修得した人物は,動物の中で最も高貴な群である人間の世話の仕方を,それほど苦労しないですむ者の世話を通してあらかじめ教えられることによって,最もすぐれた王者ともなりうるからである.また狩猟に練達することが,軍事指導者や軍隊の指揮官に将来なろうとする者にとって,極めて必要であるように,国家の統治しようとする願望をもつ者にとっては,羊飼いの技術ほど,統治権と軍隊統帥権を行使するための下準備となるものはない.この人物は女性の情熱を駆り立てる容姿の美しさ,冷静さ,沈着さ,平静さ,無秩と混乱のなかにありながら秩序と協和をつくり出す思考能(英知)と,被支配者を強制ではなく自発的に服従させる言語能力において卓越していた.フィロンはその伝統的ユダヤ教の教典を普遍性のある真理を宿していることを力説し,腐心している事実は,このヨセフ物語を解釈するにあたって,固有名詞であるヨセフという名前をほとんど用いることがないという事実からも知られる通りである.これからの課題は「ヨセフ」「モーセの生涯」を忠実に翻訳し,理解することにある.フィロンは晩年の著作『ヨセフ』の中で、旧約聖書『創世記』第37章から第50章までのいわゆる「ヨセフ物語」を取り上げて、政治家のあるべき姿を読みとろうとしている。フィロンはヨセフ自身が理想的指導者ないし、エジプトの総督であることを明らかにしたと結論し、東方世界の最高の政治的理想、神により指定され、導かれる支配者という理想像がユダヤ人の持つ文書の中にその最も真実の具現化されているのを見ることができる、つまりひとりのユダヤ人が、当時の言葉をもって表現すれば、ユダヤ人の総督であった時代における最高度の体現が与えられている、というのである。このヨセフ像は他の著作、例えば『夢』とは異なるが、ギリシア人の政治哲学の理想はユダヤ人のもっと古い文献から借りてきたものであることを否定することはできない、とする。『フラックス』,『ガイウス』にかいまみられる、当時の理想的君主像をフィロンもまた許容していたことも知ることができる。フィロンは『アブラハム』の中で、それ以前の人物とは異なり、歴史上の人物としてのアブラハムに、教育によって人間の精神その他の能力の活動の完成された実体を認め、徳の完全性の終極に到達する過程を観察する。アブラハムは、「最高最大の徳である敬虔への熱心に満たされて、神と神の戒めに従うことを切望した」(六○)。アブラハムは教育によって、ヤコブは訓練によって、イサクは自然的本性によって成就された徳の象徴である」(五二)が、アブラハムは教育によって、「知性を用いて立ち上がり、見えるものの本性よりすぐれた思惟的本性と、両方の創造者であり統治者である方を眺める」(八八)魂を形成するに至るのである。明らかに、ここにギリシア哲学特にプラトンの哲学の影響を見ることができる。その他10の数を完全数とみなすピュタゴラス派の影響,情念論,感覚論におけるストア派からの影響を見ることができる。二世界の統合を見る。ユダヤ人フィロンはローマ時代のアレクサンドリアにおいてその著作「ヨセフ」を通じて終始一貫して,異教徒に対し,彼らと共有しうる政治家像を描写する.それは理想としての政治家像である.彼によれば,最善の目標に到達する方法は三種類あるが,それは学術と素質と訓練である.モーゼによれば父祖の最も昔の賢者たちが,その名前で呼ばれる.かられの生涯については,教育と独学によるものと訓練〓〓〓ものとに関するものとして,既に述べられたが,第四の生涯として理想的政治家を少年時代からその職務のために厳格に鍛えられた族長が取り挙げられる.この人物は17才になったころ初めて羊飼いの技術の諸規則で鍛えられることによって政治の技術の準備をする.詩人たちの世界で王たちが〈民の牧者〉と呼ばれる通りである.というのは羊飼いの技術を完全に修得した人物は,動物の中で最も高貴な群である人間の世話の仕方を,それほど苦労しないですむ者の世話を通してあらかじめ教えられることによって,最もすぐれた王者ともなりうるからである.また狩猟に練達することが,軍事指導者や軍隊の指揮官に将来なろうとする者にとって,極めて必要であるように,国家の統治しようとする願望をもつ者にとっては,羊飼いの技術ほど,統治権と軍隊統帥権を行使するための下準備となるものはない.

この人物は女性の情熱を駆り立てる容姿の美しさ,冷静さ,沈着さ,平静さ,無秩と混乱のなかにありながら秩序と協和をつくり出す思考能(英知)と,被支配者を強制ではなく自発的に服従させる言語能力において卓越していた.フィロンはその伝統的ユダヤ教の教典を普遍性のある真理を宿していることを力説し,腐心している事実は,このヨセフ物語を解釈するにあたって,固有名詞であるヨセフという名前をほとんど用いることがないという事実からも知られる通りである.これからの課題は「ヨセフ」「モーセの生涯」を忠実に翻訳し,理解することにある.
高精細融合三次元画像を用いた周術期手術支援システムの開発

我々は、本研究において高精細融合3次元画像作成方法の最適化を検討した。その結果、位置合わせに使用する領域を関心領域に限局する事で、位置合わせの精度を上昇させることに成功した。また一つの構造物に対して、複数のモダリティーと複数の閾値を使用することで、高精細な3次元画像の作成が可能となった。さらに、当施設で作成した3次元画像を使用したナビゲーションシステムを作成した。本ナビゲーションシステムは、顕微鏡の視軸及び倍率情報を取得することで、術者が観察している術野に対応する3次元画像画像をナビゲーション上で提示することが可能となった。そのため術野の解剖構造の直感的把握に有用であると推測される。平成25年度における本研究の目的は、高精細融合3次元モデル構築方法の改良・自動化であった。画像処理の自動化に関しては、異なるモダリティーのレジストレーションにおいてこれまでに作成した高精細融合3次元モデル構築方法を帰納的に解析することによって、画像処理の共通性を見いだすことに成功した。これによって画像作成時間が従来より短縮された。今後はこの解析データを元にレジストレーション自動化処理をプログラミングする予定である。セグメンテーションに関してはサーフェスレンダリング法の閾値設定において、半値幅が最も実際の組織の形状と適合していることが判明した。これにより画像精度の向上をもたらした。これに関しても今後自動化処理をプログラミングする予定である。以上、画像処理の自動化は未達成であるが、画像処理法の標準化に成功したため、高精細融合3次元モデル作成時間の短縮化を達成することができ、多くの高精細融合3次元画像が臨床に応用されたため、その有用性を論文・学会で発表することができた。高精細融合3次元画像を用いた手術顕微鏡連動ナビゲーションシステムに関しては、手術顕微鏡から視軸情報を取り出し、独自に開発した画像処理ソフトウェア上の高精細融合3次元画像と手術顕微鏡からの視野とを一致させることに成功した。本法は特に振動制御を重点に開発し、手術顕微鏡ナビゲーションシステムとして特許申請中である。学術的には、査読付き英文論文5本、学会発表11回、図書5本と当初の予定以上の業績となった。以上、当初の研究計画以上の進捗状況を達成することができた。融合3次元画像では、多数の画像を重畳する。そのため画像の位置合わせの精度は、融合3次元画像の信頼性に関わるきわめて重要な過程である。我々は、位置合わせにおいて画像の使用領域を関心領域に限局させることで位置合わせ精度の向上が可能であることを発見した。一方で、画像の使用領域を限局させすぎると位置合わせの精度が低下することも発見したため、位置合わせ精度が上昇する最適な画像使用領域を検討した。具体的には、後頭蓋窩において拡散強調画像を形態画像に位置合わせする際の最適な画像使用領域は後頭蓋窩のうち位置合わせを行う対象領域に限局させた領域であることを明らかにした。その結果を論文8)で報告した。また3次元画像作成時の対象領域の抽出に関しては、対象領域に対して複数のモダリティと、組織毎に最適な閾値を設定することで、対象組織を正確に3次元表示することが可能となった。手法の確立はしたものの、これらの手法の自動化に関しては達成できておらず、引き続き検討を行う予定である。手術ナビゲーションに関しては、当施設で作成した融合3次元画像を使用して作成を試みた。また本ナビゲーションでは、顕微鏡操作時に術者がみている術野と対応する3次元画像をナビゲーション上で表示するため、顕微鏡の位置情報と倍率情報を取得した。その結果、当施設で作成した高精細な融合3次元画像を使用したナビゲーションを作成することに成功した。また上述の顕微鏡情報を取得することで顕微鏡の視軸方向に追従し、顕微鏡の拡大縮小に対応するナビゲーションを作成する事に成功した。精度はTarget Registration Errorで評価した。その精度は市販されているナビゲーションと同定であることを確認した。本ナビゲーションは、術野を直感的に把握することが可能となるため、実際の手術での有用性が期待される。そのため今後臨床応用すべく現在準備を進めている。脳神経外科学1.高精細融合3DCG構築方法の改良・自動化複数の医用画像を融合して3DCGを作成する際の、新たな融合方法について開発を行った。進捗状況としては、概ね順調に進展していると考えられる。2.3DCGを基にした基にした顕微鏡誘導型手術ナビゲーションの開発3DCGを基にした顕微鏡追従型手術ナビゲーションを開発し、特許申請を行った(特願2013-211065)。1.高精細融合3DCG構築方法の改良・自動化開発した新たな構築

方法の自動化、新たな構築方法の開発を検討していく2.3DCGを基にした基にした顕微鏡誘導型手術ナビゲーションの開発システムの安定性の向上及びusabilityの向上を図る上述の様に、本年度で開発した新たな3DCG構築方法の自動化や、新たな構築方法の開発、また3DCGを基にした基にした顕微鏡誘導型手術ナビゲーションにおけるシステムの安定性の向上及びusabilityの向上に関しては本年度中の検討は困難であり、次年度の検討事項とした。そのため次年度使用額を要すると判断した。新たな3DCG構築方法の自動化や、新たな構築方法の開発、また3DCGを基にした基にした顕微鏡誘導型手術ナビゲーションにおけるシステムの安定性の向上及びusabilityの向上の検討
新規γセレクターゼ活性制御因子の機能解析とアルツハイマー病発症における関与

1.これまでに我々は、N2a細胞においてAID(タンパク質のパルミトイル化を担う酵素であるDHHCファミリータンパク質の1つであり、DHHC-12に相当する)が、アミロイド前駆体タンパク質(APP)と相互作用し、アルツハイマー病発症に深く関与しているAβの産生を抑制することを明らかにした。前年度までの研究により、AID共発現により細胞内のAPPを含む輸送小胞が著しく減少することから、このAIDによるAPP代謝抑制はAIDがAPPの後期分泌経路への輸送を抑制している結果であることを示した。また、AIDによるAPP代謝抑制がAPPとAIDの結合に依存しないこと、AIDのパルミトイル化酵素活性非依存的であることを明らかにした。さらに、AIDの各種欠失変異体を用いてAPP代謝抑制に必要な部位の検証を行ったが、詳細な部位の同定には至らなかった。しかしながらこの過程において、AIDによるAPP代謝抑制はAIDがAPP自体の後期分泌経路への輸送を抑制することによる結果であるだけでなく、AIDがAPP切断酵素であるADAMおよびBACEに影響を与えている可能性が示唆された。2.上記の結果を受けて、AIDがα-secretaseの1つであるADAM17およびBACEの細胞内局在に影響を与えるかを検証した。その結果、AIDはBACEの細胞膜表面上への輸送を抑制しているが、BACEによるAPP切断量自体には影響を与えていないことを明らかにした。また、AIDがパルミトイル化酵素活性依存的にADAM17の活性を制御している可能性を見出した。ADAM17は増殖因子、受容体、接着分子など数多くの基質を切断することが報告されているにもかかわらずADAM17自身の活性化機構については未だ不明な点が数多く残されていることから、AIDがADAM17の活性制御に関与しているという知見は非常に興味深く、AIDによるAPP代謝抑制機構の更なる解明とともに、今後さらに詳細に解析していく予定である。1.これまでに我々は、培養細胞においてAIDがアミロイド前駆体タンパク質(APP)と相互作用し、Aβ産生を抑制することを示していた。そこで、AIDによるAβ産生抑制効果にAIDとAPPとの相互作用が必要であるかを検討するため、AIDの各種欠失変異体を作製し、培養細胞に強制発現させてその細胞抽出液を用いて共役免疫沈降法を行い、AIDとAPPとの相互作用部位の同定を試みた。結果、細胞外および細胞内ドメインを欠失させたいずれのAID欠失変異体においてもAPPとの相互作用の消失は見られず、Aβ産生抑制効果についてもほとんど変化が認められなかったことから、AIDは膜貫通部位を介してAPPと相互作用しており、この相互作用がAβ産生抑制効果に重要である可能性が示唆された。2.マウス脳を用いてin vivoにおいてもAIDとAPPが相互作用するかどうかを検証する目的で抗AID抗体の作製を行なったが、作製した抗体では培養細胞に強制発現させたAIDは検出できるが、内在性のAIDは検出することはできなかった。これは作製した抗体のtiterが低いためか、あるいはAIDは通常状態では発現が低く抑えられており、何らかの刺激によって発現が増加するという制御を受けるタンパク質であるためである可能性が考えられた。3.APPは小胞体でN型糖鎖修飾を、ゴルジ体においてO型糖鎖修飾をうける糖タンパク質であるが、AIDとの相互作用を検証する中で、AID共発現時にはO型糖鎖修飾を受けたmature APPが減少し、N型糖鎖修飾のみを受けたimmature APPが蓄積することを新たに見出した。このことから、AIDがAPPの細胞内輸送に影響を与えている可能性が考えられたため、AID共発現時のAPP細胞内局在の変化について検討を行なっている。また、AID共発現時にγセクレターゼ複合体構成因子の一つであるPEN-2がTritonX-100不溶性画分へ移行していることを示していた。そこで、AID欠失変異体を用いて共役免疫沈降法を行い、AIDとPEN-2の結合部位同定および、結合部位を欠失した際にAIDによるPEN-2のTritonX-100不溶性画分への移行性が見られなくなるかを検証したが、いずれのAID欠失変異体においてもPEN-2との結合およびTritonX-100不溶性画分への移行が認められ、機能部位の同定にはいたらなかった。APP同様、PEN-2も膜貫通部位にてAIDと相互作用している可能性が高い。2.前年度までの研究で、AIDがAPPの細胞内輸送に影響を与えている可能性が考えられたため、AID共発現時のAPP細胞内局在の変化について検討を行なった。培養細胞に蛍光タンパク質を融合させたAIDおよびAPPを単独あるいは共発現させて共焦点顕微鏡にて観察を行った結果、APPは単独発現時にはゴルジ体とその周辺にVesicle状の局在が確認できるが、AID共発現時にはVesicle状の局在が認められなくなった。また、全反射顕微鏡にてAPP単独およびAID共発現時のAPPを含むVesicleの動きを観察した結果、APP単独ではVesicleが盛んに輸送されている様子が観察されたが、AID共発現時はほとんどVesicleが認められなかった。このことから、AIDはAPPの細胞内輸送を抑制することで代謝を制御し、結果としてAβ産生が抑制されていると考えられるため、AIDによるAPP細胞内輸送制御について検証を行っている。

1.これまでに我々は、N2a細胞においてAID(タンパク質のパルミトイル化を担う酵素であるDHHCファミリータンパク質の1つであり、DHHC-12に相当する)が、アミロイド前駆体タンパク質(APP)と相互作用し、アルツハイマー病発症に深く関与しているAβの産生を抑制することを明らかにした。前年度までの研究により、AID共発現により細胞内のAPPを含む輸送小胞が著しく減少することから、このAIDによるAPP代謝抑制はAIDがAPPの後期分泌経路への輸送を抑制している結果であることを示した。また、AIDによるAPP代謝抑制がAPPとAIDの結合に依存しないこと、AIDのパルミトイル化酵素活性非依存的であることを明らかにした。さらに、AIDの各種欠失変異体を用いてAPP代謝抑制に必要な部位の検証を行ったが、詳細な部位の同定には至らなかった。しかしながらこの過程において、AIDによるAPP代謝抑制はAIDがAPP自体の後期分泌経路への輸送を抑制することによる結果であるだけでなく、AIDがAPP切断酵素であるADAMおよびBACEに影響を与えている可能性が示唆された。2.上記の結果を受けて、AIDがα-secretaseの1つであるADAM17およびBACEの細胞内局在に影響を与えるかを検証した。その結果、AIDはBACEの細胞膜表面上への輸送を抑制しているが、BACEによるAPP切断量自体には影響を与えていないことを明らかにした。また、AIDがパルミトイル化酵素活性依存的にADAM17の活性を制御している可能性を見出した。ADAM17は増殖因子、受容体、接着分子など数多くの基質を切断することが報告されているにもかかわらずADAM17自身の活性化機構については未だ不明な点が数多く残されていることから、AIDがADAM17の活性制御に関与しているという知見は非常に興味深く、AIDによるAPP代謝抑制機構の更なる解明とともに、今後さらに詳細に解析していく予定である。
非線形Boltzmann方程式の遷移層の研究

本研究の課題名にある「遷移層」は解の振舞が急激に変化する時間-空間的な領域の総称である。そのような領域は、初期時刻の直後や境界の近傍などで現れることが物理的に知られており、それぞれ、初期層、境界層と呼ばれている。また、衝撃波も急激に変化する状態を現しており、これも遷移層の一種であり、内部遷移層と呼ばれることがある。本研究の目的は、非線形Boltzmann方程式について、これらの遷移層が発生する数学的メカニズムを明らかにすること、及び、これら遷移層の相互作用を数学的に明らかにすることにある。そのため、最も基本的な領域である半空間における初期・境界値問題を取り上げ、その解の時間大域的存在定理の確立と、時間的漸近挙動の解析を以下の3つの場合について行なう。(1)境界条件が定常問題の可解性条件を満たす場合。(2)境界条件が定常問題の可解性条件を満たさない場合。(3)方程式に含まれる平均自由行程を0にした極限での漸近挙動の解析。さらに進んで、未解決問題である外力が周期的に変動する場合の周期解の存在と、漸近安定性についても研究を行なう。全空間での衝撃波解と膨張波解の性質を利用し、定常解との相互作用について研究を行なった。定常解の可解性条件とこれら遷移波の境界値との関係を明らかにし、マクロ・ミクロ分解法とエネルギーの評価についての既知の結果を基に、巨視的流体方程式について、同様の諸問題に取り組んでいる研究協力者の協力を得て研究を進めた。(3)については確率的に相互作用する無限粒子系の確率モデルからの考察も有益であるので、モデルの構成とその解析も行うのを目的とした。その際、量子系からの知見も重要と思われるので、量子ウォークの研究も進めた。非線形境界層解の漸近安定性についての研究:ポテンシャル場のあるBoltzmann方程式の時間大域解の存在定理:海外共同研究者であるCity University of Hong KongのTong Yank教授とChinese Academy of Sciences, Wuhan Institute of Physics and MathematicsのHuijiang Zhao研究員と、外場のあるBoltzmann方程式の研究を開始した。まず、解のアプリオリ評価を求めるため、マクロ-ミクロ分解により方程式を巨視的部分である圧縮性ナヴィェーストークス部分とその残差方程式である気体動力学的方程式に分解し、前者のノルム評価をH定理とエネルギー法により、後者のそれを微視的H定理を一般化したものにより、行った。さらに、このアプリオリ評価に適合した、L^2空間における時間的局所解の構成wに成功し、この両者より、解の時間的大域解の存在を証明した。この結果は、平成16年7月京都大学数理解析研究所の研究集会「流体と気体の数学解析」にて発表し、また、学術雑誌"Analysis and Applications"に掲載予定である。時間的周期解の存在定理:時間的に周期的な外部源項を持つBoltzmann方程式が外部項と同じ周期を持つ周期解の存在を証明した。線形化作用素の早い減衰評価を利用し、問題を不動点定理に帰着できることが証明の鍵である。周期解についての初めての結果であり、学術雑誌"Discrete and Continuous Dynamical Systems"に掲載予定である。本研究の目的は以下である。遷移層は解の振舞が急激に変化する時間-空間的な領域の総称である。

本研究の目的は、非線形Boltzmann方程式について、これらの遷移層が発生する数学的メカニズムを明らかにすること、および、これら遷移層の相互作用を数学的に明らかにすることにある。そのため、最も基本的な領域である半空間における初期・境界値問題を取り上げ、その解の時間大域的存在定理の確立と、時間的漸近挙動の解析を以下の3つの場合について行なう。(1)境界条件が定常問題の可解性条件を満たす場合。(2)境界条件が定常問題の可解性条件を満たさない場合。(3)方程式に含まれる平均自由行程を0にした極限での漸近挙動の解析。さらに進んで、未解決問題である外力が周期的に変動する場合の周期解の存在と、漸近安定性についても研究を行なう。昨年度は上で述べた(1)についての成果を得た。本年度は(2)、(3)の研究を主として行なった。全空間での衝撃波解と膨張波解の性質を利用し、これら定常解との相互作用について研究を行なう。定常解の可解性条件とこれら遷移波の境界値との関係を明らかにする。マクロ・ミクロ分解法とエネルギーの評価についての既知の結果を基に、巨視的流体方程式について、同様の諸問題に取り組んでいる研究協力者の協力を得て研究を進める。(3)については確率的に相互作用する無限粒子系の確率モデルからの考察も有益であるので、モデルの構成とその解析も行うのを目的とした。その際量子系からの知見も重要と思われるので、量子ウォークの研究も進めた。
地震破壊に関連するエネルギーの配分とスケール依存性:地震波解析による推定

本年度は研究期間の最終年度なので、これまでの研究の結果をまとめるとともに、今後いかに発展させていくか検討することが最重要課題であった。まず、初年度より取り組んでいる鳥取県西部地震の余震のエネルギースケーリングの研究を論文にまとめたものをEPS誌に公表した。さらに南アフリカ金鉱山の地震の解析においては減衰構造の不均質性がエネルギー推定に与える影響などを慎重に検討した上で、鉱山の地震が自然地震と同様のスケーリングに従うことを示した。なお鉱山の地震観測環境を調査するために6月に南アフリカを訪問し、坑道内の地震観測点を観察したり現地の研究者と意見交換したことが研究に役立った。この研究成果は平成16年秋の日本地震学会秋季大会で公表した。断層モデルを用いた破壊エネルギーの推定については日米の様々な研究者と意見交換を行い、前年度までの研究結果に一部修正が必要なことが明らかになった。その上で複数の断層モデルについて破壊エネルギーの推定を行った。この成果は現在論文準備中である。研究の過程で幅広いエネルギーのスケール依存性を議論するには震源のマルチスケール性をうまく表現することが重要であることが明らかになった。今後への発展としていかにマルチスケールで詳細な震源過程を明らかにするかの実験的研究も行った。また地震波解析で把握できない部分を補うための繰り込みを用いたシミュレーション手法についても開発を始めた。この研究は一部をGRL誌に公表済みでまた別の部分を現在JGR誌に投稿中である。8月の西太平洋地球物理会議では鳥取の地震解析および、シミュレーションの研究成果を公表した。本年度は地震発生時のエネルギー配分について弾性論に基づいた理論研究及びスケーリングについて実際の地震データを用いた解析研究を行った。理論研究では初めにこれまでにした予備的なエネルギー配分の研究結果をBSSA誌において出版した。さらに破壊エネルギーの空間分布を推定し、現在あまり考えられていない破壊進行中の破壊エネルギーのスケール依存性が実は重要であるという認識にいたった。一方で解析研究では2000年鳥取県西部地震の余震をメインに、震源スペクトルの地震サイズ依存性を詳細に調べた。特に防災科学技術研究所との共同研究で一般に公開されていない高サンプリング周波数のデータを用いて従来の研究と比較してより広い地震サイズについてスペクトル形状の変化を観察することに成功した。現在結果を出版準備中である。小さい地震を調べる際にマグニチュードの定義に疑問が生じたので地震研究所マグニチュードについて理論的に考察し、その意味を明確にした。この内容は地震研究所彙報において受理・印刷中である。またCalifornia, Long Valleyでの微小地震を用いた解析では観察される見かけの規格化エネルギーのサイズ依存性についてその原因を突き止めた。この結果はJournal of Geophysical Research誌で受理され印刷中である。現在さらに小規模の現象として南アフリカの金鉱山のデータを京都大学・立命館大学らとの共同研究で解析している。今年は基本的な解析ツールの整備を行った。またさらに小スケールの現象、室内実験についても花崗岩の摩擦すべりの予備的な実験を行った。本年度は地震波エネルギーのバランスに関する理論的研究をまとめるとともにエネルギーのスケーリングに関してより確実な結果を得るために波形解析によりデータを増やした。断層モデルを用いた破壊エネルギーの見積もりについてはBulletin of ERI誌にて出版した。この研究では地震サイズに破壊エネルギーが依存することさらにその空間的な分布が破壊伝播速度を支配している可能性を示した。さらにLong Valleyカルデラと長野県王滝村の地震活動についてのエネルギー推定研究の結果はJournal of Geophysical Research誌とGeophysical Research Letter誌に掲載した。これらの結果は基本的に地震エネルギーと地震モーメントの比がサイズにあまり依存しないということを示唆する。2003年7月には米国で開かれたエネルギースケーリングに関するワークショップに参加した。ここでは世界のこのエネルギースケーリングの問題に対する考え方がまだ確立しないことが明瞭に示され、引き続き研究が必要なことを確認した。そのワークショップ及び日本地震学会秋季大会では2000年鳥取県西部地震についての結果を発表した。これは現在Earth Planet Space誌に投稿中でもある。重要な結論として、従来の記録より高周波の記録を用いることでより確からしいスケーリングを導くことができるというものである。これ以外にも日本国内のHi-Net記録を用いた地震エネルギーの系統的推定法の吟味を行った。大地震の解析例として2003年に起きた十勝沖地震の破壊過程を波形インバージョンにより推定した。これらの研究は現在まとめの段階にある。

研究の過程で幅広いエネルギーのスケール依存性を議論するには震源のマルチスケール性をうまく表現することが重要であることが明らかになった。今後への発展としていかにマルチスケールで詳細な震源過程を明らかにするかの実験的研究も行った。また地震波解析で把握できない部分を補うための繰り込みを用いたシミュレーション手法についても開発を始めた。この研究は一部をGRL誌に公表済みでまた別の部分を現在JGR誌に投稿中である。8月の西太平洋地球物理会議では鳥取の地震解析および、シミュレーションの研究成果を公表した。
アダプター分子群を介する免疫シグナル変換機序

本研究では、BCRシグナルに関して、アダプター分子群BLNK, BCAP, BANK, CARMA1に的を絞り、レセプター群/アダプター群/エフェクター群間のカップリング機構を明らかにしてきた。具体的には、主として、以下に述べる3点を明らかにしてきた。2.BCAPはCD19と協調してPI3キナーゼ(PI3K)を細胞膜にリクルートし活性化するのに必須の役割を担っている。アダプター分子BCAP同様CD19はPI3K結合分子である。B細胞においてはBCAPがCD19と協調してPI3K活性化に必須の役割を担っていると考えられている。この可能性を直接検討するためにCD19/BCAPダブル欠損マウスを作製した。事実この2分子欠損B細胞では殆どPI3K活性化が認められず、その結果としてBリンパ球はpre-BCRの段階で発生が阻害されていることが判明し、申請者らが考えている可能性を強く支持した。3.BLNKはSOCチャンネルの活性化に必須である。BCR刺激依存性カルシウム流入は、先ず細胞内ブールのカルシウムが細胞質にreleaseされ、その後細胞膜に存在するSOCチャンネルが開口すると考えられている。BLNKはPLCγ2活性化に必須の役割を担っているが、本期間中にBLNKは、おそらくチャンネルゾームを形成するのに寄与して、SOCチャンネル開口に重要な役割をしていることを明らかにした。獲得免疫系の最大の特色は、その多様性および寛容性である。無数の外来性抗原(非自己)を認識し、反応する一方、自己抗原に対して不応答性を示すという(寛容性)、極めてユニークなシステムを築き上げている。この機能を担っているのはB細胞の場合、B細胞レセプター(BCR)である。したがって、BCRを介する抗原認識によって引き起こされるシグナル伝達機構の研究は、B細胞の分化・増殖・細胞死の運命制御機構を解明するための必須の課題である。BCRを介するシグナルの第一段階に、複数のチロシンキナーゼ(PTK)群が関与することは明らかにされてきたが、これらPTK群のみの制御では、多様な運命決定を説明することはできない。すなわち、PTK群によってリン酸化されるターゲット分子群の多様性を考えると、これらターゲット分子群がエフェクター群へのアダプターとして機能し、エフェクターへの変換効率を制御することにより、シグナルの量的・質的変換を司っているのではないかと考えられる。本年度は、アダプター分子CARMA1に的を絞り、CARMA1がどのようなメカニズムを用いてNF-κBの活性化を制御しているかの研究を行った。種々のノックアウト細胞を用いた生化学的解析により、1)まずPKCβが活性化され、活性化されたPKCβが、CARMA1の中央部(リンカー領域)に存在するSer残基をリン酸化し、CARMA1がその下流の分子Bcl10と結合すること、2)CARMA1,Bcl10が結合することにより、結果的に、その下流のIKKβが活性化されること、3)活性化されたIKKβは、より上流のcARMA1のN末のThr残基をさらにリン酸化することにより、positive-feedbackループを形成すること、の三点が明らかになった。無数の外来性抗原(非自己)を認識し、反応する一方、自己抗原に対して不応答性を示すという(寛容性)、きわめてユニークなシステムを築き上げている。すなわち、PTK群によってリン酸化されるターゲット分子群の多様性を考えると、これらターゲット分子群がエフェクター群へのアダプターとして機能し、エフェクターへの交換効率を制御することにより、シグナルの量的・質的変換を司どっているのではないかと考えられる。

本研究はアダプター分子BCAPに的を絞り、BCAPがどのようなメカニズムを用いて、PI3キナーゼを活性化し、ひいては、B細胞の分化にインパクトを与えているのかを検討した。CD19はBCAP同様、in vitroでPI3キナーゼの総合活性を有するB細胞特異的分子である。BCAP,CD19共に欠損したマウスを解析することにより、1)BCAP,CD19は協同して、PI3キナーゼを膜にリクルートし、活性化している。2)そして、そのPI3キナーゼ活性化は、Bリンパ球の分化に必須であることを明らかにした。
アイソトポマーの解析による動物の食物代謝についての新しいトレーサー実験法の開発

本研究の目的は、自然界での食物連鎖の解析のために、新しいトレーサー実験法の開発を行うことである。従来のトレーサー実験法では、動物が摂取した食物が、体内の消化管に取り込まれただけなのか、それとも分子レベルで体内の生合成経路に完全に取り込まれているのか、その区別がつかなかったため、本研究ではアイソトポマーの概念を応用することで、そうした区別を可能にするような、動物による餌代謝を詳細に解析する新しい方法論の開発を目指した。しかし本研究では、長期に亘って動物プランクトンなどのモデル動物の飼育環境に問題が発生し、実験生物が死滅するなどして、実験の遂行に必要な混合ラベル試料の添加実験が十分に行えなかったことから、本年度は方針を転換し、自然界、特に当初からモデル環境として念頭においていた深海底の底生生態系内で、有孔虫などのメイオベントスやマクロベントスが、いかにして深海に供給される懸濁粒子や沈降粒子有機物からエネルギーを摂取しているのかを、炭素や窒素のアイソトープ存在比の生態系内でのマッピングから解析した。まず、有孔虫の窒素同位体比は種間で大きな相違を示し、有孔虫が懸濁粒子と堆積物の双方から、様々な形態で餌を摂取していることが明らかとなった。一方で、ゴカイなどの多細胞生物の窒素同位体比は、有孔虫よりも数パーミル高い値を示し、有孔虫が懸濁粒子や堆積物などに含まれる有機物と多細胞生物の間をつなぐ、食物連鎖の架け橋の役割を果たしていることなどが明らかとなった。本研究では、アイソトポマーの解析に基づく新しいトレーサー実験法を開発することで、動物の餌代謝の研究を革新することを目指している。アイソトポマーとは同じ種類の分子でも分子内の同位体核種の配列パターンが異なる分子を別の分子と認定する考え方であり、本研究では、^<13>C-100%と^<13>C-0%のそれぞれの培地で育てた藻類を混合した混合ラベル飼料を動物に与えることで、体内での餌代謝に伴うアイソトポマー組成の変動を解析することを目指している。このことにより、第一に、餌が単に消化管に入っただけなのか、代謝過程に組み込まれたのかが区別でき、第二に、代謝生成物のアイソトポマー組成を詳しく解析することで、体内で生じている生化学的な反応メカニズムが解析可能になる。^<13>C-100%と^<13>C-0%の藻類を等量で混ぜ合わせたラベル飼料を動物が摂取した際に、「代謝生成物のアイソトポマー組成がどうなるか」、「その組成は生物の生理状態に応じてどのように変化するか」等を理解することは、本研究課題におけるデータ解析の出発点であり、本年度は、実際の野外の動物群集にこの方法を応用する前に、動物プラシクトンなどのモデル動物に、^<13>C-100%と^<13>C-0%(実際には、^<13>C-99%,^<13>C-1%程度)の混合ラベル藻類を取り込ませて、動物体内のアミノ酸、脂肪酸などのアイソトポマー組成を計測し、その解析を行うことを目指して、理論的な検討を行う一方で、ラベル化合物の購入、モデル動物プランクトンの取得・購入及び、その培養実験などを進めた。残念ながら、アミノ酸、脂肪酸などの分析に必要なGCMS装置の状態が悪く、またモデル動物プランクトンが、培養中に死滅するなどの問題があり、現時点で、最終的なアイソトポマー計測の結果は得られていない。来年度に向けて、培養法、実験法、分析法の改善の検討を行っているところである。本研究の目的は、アイソトポマーによる新しいトレーサー実験法の開発を通して、動物の餌代謝を全く新しい角度から解析することである。アイソトポマーの研究では、同じ種類の分子でも分子内の同位体核種の配列パターンが異なる分子を1つ1つ別の分子として認識する。一般に、そうした個別のアイソトポマー分子の種類数は、天文学的な数に上るが、本研究では、主に実験操作上の制約から、^<13>C-100%と^<13>C-0%のそれぞれの培地で育てた藻類を混合した、混合ラベル飼料を動物に与えることで、体内での餌代謝に伴うアイソトポマー組成の変動を解析することを目指した。それにより、第一に、餌分子が単に動物体内に入っただけなのか、或いは代謝過程に組み込まれたのかの区別ができ、第二に、代謝生成物のアイソトポマー組成の詳しい解析を通して、体内で生じている生化学的な反応メカニズムが解析できる可能がある。本研究ではまず、これらの混合ラベル飼料を動物が摂取した際に、「代謝生成物のアイソトポマー組成がどうなるか」、「その組成は生物の生理状態に応じてどのように変化するか」等を理解することが大事になる。本年度は、昨年度に引き続き、動物プランクトンなどのモデル動物の飼育環境に問題が発生し、実験生物が死滅するなどして、十分な混合ラベル試料の添加実験が行えなかった。そこで本年度は、分析試薬の購入や実験環境の整備を進める傍ら、動物体内のアミノ酸、脂肪酸などのアイソトポマーの組成が、それらが生合成経路に取り込まれ、反応が進む中で、どのように変わっていくかについてのモデル・シミュレーション研究を主に行った。来年度に向けて、再度、培養法、混合ラベル試料の添加方法等の改善の検討を行っているところである。

従来のトレーサー実験法では、動物が摂取した食物が、体内の消化管に取り込まれただけなのか、それとも分子レベルで体内の生合成経路に完全に取り込まれているのか、その区別がつかなかったため、本研究ではアイソトポマーの概念を応用することで、そうした区別を可能にするような、動物による餌代謝を詳細に解析する新しい方法論の開発を目指した。しかし本研究では、長期に亘って動物プランクトンなどのモデル動物の飼育環境に問題が発生し、実験生物が死滅するなどして、実験の遂行に必要な混合ラベル試料の添加実験が十分に行えなかったことから、本年度は方針を転換し、自然界、特に当初からモデル環境として念頭においていた深海底の底生生態系内で、有孔虫などのメイオベントスやマクロベントスが、いかにして深海に供給される懸濁粒子や沈降粒子有機物からエネルギーを摂取しているのかを、炭素や窒素のアイソトープ存在比の生態系内でのマッピングから解析した。まず、有孔虫の窒素同位体比は種間で大きな相違を示し、有孔虫が懸濁粒子と堆積物の双方から、様々な形態で餌を摂取していることが明らかとなった。一方で、ゴカイなどの多細胞生物の窒素同位体比は、有孔虫よりも数パーミル高い値を示し、有孔虫が懸濁粒子や堆積物などに含まれる有機物と多細胞生物の間をつなぐ、食物連鎖の架け橋の役割を果たしていることなどが明らかとなった。
サンゴ礁魚類の遊泳能力と定着に関する生態学的研究

熱帯性魚類の仔稚魚は定着前の数日から数週間の間浮遊期間を持っているが、彼らがどのような方法を使って種特有の定着場所(熱帯藻場やマングローブ域)を選択しているかについては不明な点が多い。本研究では魚の嗅覚が定着場所選択に利用されていると考え、沖縄近海におけるサンゴ礁域の普通種であるハマフエフキ(Lethrinus nubulosus、昨年度からの継続)とクマノミ(Amphiprion clarkii、今年度加えた種類)を実験材料として用い、これら魚類の仔魚の嗅覚発達を電子顕微鏡による観察から検討した。ハマフエフキは沖縄県栽培漁業センターで飼育中の親魚(性比1♂:2♀で計36尾)から生まれたハマフエフキ(浮遊期から8日目の仔魚)を熱帯生物圏研究センターの海水飼育タンクに移して使用した。また、クラノミは熱帯生物圏研究センターで孵化したのものを用いた。いずれの種においても孵化直後付近の仔魚には2種類の10本内外の繊毛を有する外胚葉性の肥厚(placode)が認められた。定着直後の魚では1種類のplacodeしか認められなくなった。クマノミの場合、嗅覚のみを使って定着場所を特定していると考えた場合、嗅覚に依存した定着能力は、少なくとも浮遊期間後期に機能していると結論づけられる。以上の研究に加えて、慶良間諸島でサンゴ礁魚類の調査を経時的に行った。慶良間のサンゴ礁には希少種であるイソギンチャク棲ベラ(Thalassoma amblycephalus)を確認することができ、この海域が世界的に見ても保全を必要とする重要なサンゴ礁であると考えられる。本研究では魚の嗅覚が定着場所選択に利用されていると考え、沖縄近海におけるサンゴ礁域の普通種であるハマフエフキ(Lethrinus nebulosus)を実験材料として用い、ハマフエフキ仔魚の嗅覚発達と生息域選択の関連について検討した。沖縄県栽培漁業センターで飼育中の親魚(性比1♂:2♀で計36尾)から生まれたハマフエフキ(浮遊期から8日目の仔魚)を熱帯生物圏研究センターの海水飼育タンクに移した。ハマフエフキ仔魚は海草1(目で見えるが臭いはしない)や海草2(人工的に作った海草で接触できるが臭いはしない)よりも海草3(臭いはするが目で見えない状態)を選択した。一方、対照群では選択的な遊泳が認められなかった。夜ではハマフエフキ仔魚は任意の生息場所を選択することなしにタンク内を泳ぎ回っていた。これらの結果は、数メートル以内であればハマフエフキ稚魚は海草の出す臭いによって定着場所を選択できる可能性を示すものであった。以前の研究では、稚魚期の段階では嗅覚による生息場所の選択が行われることを示してきたが、本研究ではそれよりも早い仔魚の段階で選択制があることを明らかにした。従って、海産仔稚魚の分散モデルを再検討する必要があるのかもしれない。生息環境が類似しているマングローブ域に生息する熱帯性海産魚類の仔稚魚にも同様の生息地選択メカニズムが存在するのかもしれない。
ゼロ金利制約下の非線形一般均衡動学モデルによる金利の期間構造の数値解析と実証分析

30年度の研究実績としては、ゼロ金利制約下でのスタンダードなニューケインジアンモデルによる日本ならびにアメリカのマクロ経済を対象とした金融政策シミュレーションと推定について従事した。さらに、このモデルに「消費の慣習性」を導入することで、実際の実証分析に対する説明力が向上した。また、ゼロ金利政策での代表的な金融政策である「フォワードガイダンス」をモデルに導入した。これら2つの新規の仮定を導入して、自然利子率の推定を行った。しかしながら、これらの研究が重なったために、当初の予定であったEpstein and Zin (1989)が提案したリカーシブ型効用関数(リスク回避と代替弾力性の分離)を用いたニューケインジアンモデルの着手にはいたらなかった。30年度における研究として、前回の科研費(基盤c, 2015年2017年)の課題であった研究論文のリバイズ作業に時間を割く必要があったため。当初の予定であったEpstein and Zin (1989)が提案したリカーシブ型効用関数(リスク回避と代替弾力性の分離)を用いたニューケインジアンモデルの着手。ならびに、Rudebusch and Swanson (2012)に倣い、異時点間代替性を用いたstochastic discount factorを算出し、これから金利の期間構造を導出する。これから、現代マクロ経済学的な観点から、金利の期間構造の解釈と政策分析を可能とする。図書・物品費等へ充当の予定。
反応理論を用いた中性子過剰核の構造の記述

本研究の目的は、弱く束縛した不安定原子核の構造と反応を統一的に記述する試みを行うことである。これに関連して、今年度は以下に記す研究実績を得た。1.原子核の四重極能率と変形パラメーターの関係に関する考察を行い、中性子過剰核のように表面領域が大きい場合に有効な新しい関係式を導出した。2.3体模型を用いて16C核の構造を記述した。この模型を用いて16C核の四重極励起エネルギー、遷移強度、半径、分解反応に関する実験データを統一的に再現することに成功した。3.3体模型を用いたハロー核の記述を行い、その3体波動関数を精査した。特に、双中性子相関とBCS-BECクロスオーバー現象との関連性を議論し、一般的にハロー核において2つの中性子が空間的にコンパクトな形状をとり核表面付近に存在することを明らかにした。4.重イオン散乱でよく使われる二重畳み込みポテンシャルにおいて、核子交換効果に対する新しい近似法を提唱した。この近似法は系が重い場合に成り立っものであり、その近似の妥当性を数値計算によって確かめた。5.r-プロセス元素合成におけるニュートリノ-原子核反応に対する環境電子の効果を議論した。これには環境電子による遮蔽効果およびパウリ原理の効果が含まれるが、双方の効果とも反応断面積を減少させることを明らかにした。安定線より遠く離れた中性子過剰核は、従来よく調べられてきた安定原子核とは異なる様々な性質を持つことが知られている。中性子過剰核は、外殻中性子の弱束縛性で特徴づけられており、従って、その記述のためには正エネルギー状態を正しく取り扱う必要がある。本研究では、正エネルギー状態を記述する散乱理論(反応理論)を用いて、不安定核の反応と構造を統一的に記述する試みを行っている。今年度は以下に記す研究実績を得た。1.障壁透過確率に対するよく知られた半古典公式(WKB公式)を多チャンネル系に拡張することに成功した。この方法を用いるとチャンネル数が多い場合にも比較的簡単に結合チャンネルを解くことができ、中性子過剰核を用いた反応のように連続状態への励起が重要になる場合に有効になる方法である。2.不安定原子核の構造の記述では、平均場近似に取り込まれない残留相互作用(主には対相関相互作用)を注意深く取り扱うことが本質的となる。これに関して、Hartree-Fock-Bogoliubov(HFB)法とその近似であるBCS法の詳細な比較を行った。またHFB法とBCS法をつなぐ方法として、対相関ポテンシャルの非対角要素に対する摂動的方法を開発した。3.不安定核の励起構造を調べる方法として、クーロン障壁近傍のエネルギー領域における重イオン準弾性散乱が有効となりうることを指摘した。4.芯となる陽子過剰原子核に陽子、中性子が1つづつ加わった奇々核の陽子放出現象の実験データを結合チャンネル法を用いて解析し、陽子放出現象に対する原子核構造の影響を議論した。この解析を通じて、芯核の振動励起を考慮すると実験で見られる数本の陽子線を統一的に理解できること、また奇々核の陽子放出現象は陽子過剰核中の中性子1粒子状態に対する有益な情報を与えることを明らかにした。1.中性子ドリップ線上の原子核である11Li,6He,240に対して、密度に依存する対相関相互作用を用いた3体模型計算を行った。ハロー核である11Li及び6Heにおいては、その基底状態及び励起状態において双中性子相関が重要となることを明らかにした。また、この模型が双極子励起の実験データを良く再現することを指摘した。2.変形ポテンシャル中の1粒子状態のゼロ・エネルギー極限での振舞いを結合チャンネル方程式を解くことによって明らかにした。共鳴状態の波動関数の多重極展開を行い、ゼロ・エネルギー近傍を除けば各成分は負エネルギーから正エネルギーに滑らかにつながること、また、ゼロ・エネルギー近傍では1=0成分が主要成分になること、を明らかにした。3.極低エネルギーにおける重イオン準弾性散乱の解析を行い、原子核間ポテンシャルの表面パラメーターの議論を行った。球形核同士の系では、表面パラメーターが標準的な値となっているが、変形核を標的核とした場合には標準的な値より大きな値を持つことを明らかにした。4.超重核元素合成反応に対して結合チャンネル法による解析を行った。重い系においてよく知られている核融合断面積の抑制の約半分程度は、クーロン励起による相対運動エネルギーの減少として説明できることを明らかにした。

この近似法は系が重い場合に成り立っものであり、その近似の妥当性を数値計算によって確かめた。5.r-プロセス元素合成におけるニュートリノ-原子核反応に対する環境電子の効果を議論した。これには環境電子による遮蔽効果およびパウリ原理の効果が含まれるが、双方の効果とも反応断面積を減少させることを明らかにした。