hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
フラクタル発光素子の基礎研究

本年度はランダム媒質構造の統計的特性を調べるための理論・シミュレーション解析、2次元フラクタル構造による光共振シミュレーション解析、および新たに粉体を用いたランダムレーザーの発光実験を行った。具体的な研究成果は以下の通り。1.3交差フラクタルスペックル場の相関関数を理論的に導出し、従来から行っているコンピュータ・シミュレーション結果と比較した。理論結果より、光軸方向の相関値は距離の増加とともに短距離側では横方向フラクタルスペックルのベキ指数、長距離側では軸方向のベキ指数に従って減少することが分かった。その切り替わりの距離はフラクタル次元によって変化する。以上の結果は定性的にはシミュレーションと一致したが、定量的には違いが見られた。これはシミュレーションの精度が十分ではなかったことが原因である。2.前年度の1次元フラクタル多層膜構造を発展させ、2次元規則的フラクタル構造(デンドリマー構造、シェルピンスキー・カーペット)について、内部の光強度分布やQ値分布をFDTD法により計算した。非フラクタル構造に比べて、フラクタル構造は大きな光強度やQ値が得られる場所がより多数存在することが分かった。さらに、デンドリマー構造は、その枝分かれ構造に起因する共振周波数の多様性により、シェルピンスキー・カーペットに比べてより広い範囲の周波数に対して高いQ値が得られることが明らかとなった。3.粉体とレーザー色素を用いたランダムレーザーの発振実験を行った。フラクタルのスケーリング性を模擬するため、粉体は1桁程度粒子径の異なる酸化チタン粉体2種類を混合したものを用いた。実験の結果、ナノ粒子とサブミクロン粒子を特定の体積比で混合したときの方が、どちらか一方のみのときより効率よく発振することが明らかとなった。フラクタル発光素子の有効性を予感させる結果となった。本年度はフラクタル発光素子の母材となるランダム媒質の統計的特性を調べるためのシミュレーション解析、フラクタル構造による光増幅の特徴をつかむための理論計算、およびレーザースペックルによる光硬化ポリマー硬化の予備実験を行った。1.光硬化ポリマーをフラクタル状に硬化させるため、フラクタル性を持つスペックルを生成する必要がある。しかし、スペックルは一般的に異方性を持つため、このフラクタル・スペックルを3つの直交方向から交差させる。この三交差スペックル場をコンピュータ内でシミュレーションにより生成し、その統計的特性を解析した。その結果、3方向以外は異方性のない、ほぼ統計的に定常なフラクタル場が生成されることが分かった。また、二値化した場合は、しきい値によってそのフラクタル次元が変化することも明らかとなった。2.1次元の規則的フラクタル多層膜構造内に光増幅膜を置いた場合の透過光・反射光の増幅率を理論的に計算した。その結果、フラクタル構造は周期構造に比べて特定の光周波数で大きな光増幅やモード密度が得られること、またバンドギャップ内でも透過光が増幅する場合があること、などが明らかとなった。このことから、規則的構造に関してはフラクタル構造がレーザー発振に適した構造であることが確認された。3.通常のスペックル照射による光硬化ポリマーの硬化実験を行った。その結果、スペックル直径が最小20μm程度まではポリマー内部にランダム構造を作り込むことができることが分かった。ただし、ランダム構造がスペックル構造をそのまま保持したものかどうかは不明である。その他、ランダム媒質内の光の散乱状態を把握するため、FDTD法を用いた電磁場シミュレーションプログラムを作成した。今後は実験とともに、このプログラムによる光散乱シミュレーションを行う予定である。本年度は引き続きランダム媒質構造の統計的特性を調べるためのシミュレーション解析、ランダムフラクタル構造による光増幅の特徴をつかむための理論計算、およびレーザースペックルによる光硬化ポリマーの硬化実験を行った。1.3交差フラクタルスペックル場をコンピュータ内でシミュレーションにより生成し、その統計的特性を解析した。前年度以降新たに得られた結果としては、場のフラクタル次元は方向によって次元が変化するため、平均次元および方向ごとの自己アフィン指数で特徴付けする必要があること、光波の干渉による干渉縞は平均次元に影響を与えないこと、また、二値化した場合は、しきい値が平均強度と等しいときに平均フラクタル次元が最大値を取ること、が挙げられる。また、FDTD法による電磁場シミュレーションに関しては、発光に有効な媒質構造を探っている段階である。2.前年度の1次元規則的フラクタル多層膜増幅構造に加えて、膜厚を不規則に分布させたランダムフラクタル多層膜構造についても、透過光・反射光の増幅率を理論的に計算した。その結果、不規則構造においてもフラクタル構造は通常ランダム構造に比べて特定の光周波数で大きな光増幅が得られることが明らかとなった。このことから、不規則的構造に関してもフラクタル構造がレーザー発振に適した構造であることが確認された。3.通常のスペックル照射による光硬化ポリマーの硬化実験を行い、最適な作製条件を求めた。また、作製した媒質に対して光散乱実験を行い、その特性を解析した。その結果、内部に繊維状の不規則構造が存在し、光を多重散乱していることが明らかとなった。同時に、フラクタルスペックルを発生させるための光フィルターを作製し、ある範囲の次元を持つスペックルを生成できることを確認した。

本年度はランダム媒質構造の統計的特性を調べるための理論・シミュレーション解析、2次元フラクタル構造による光共振シミュレーション解析、および新たに粉体を用いたランダムレーザーの発光実験を行った。具体的な研究成果は以下の通り。1.3交差フラクタルスペックル場の相関関数を理論的に導出し、従来から行っているコンピュータ・シミュレーション結果と比較した。理論結果より、光軸方向の相関値は距離の増加とともに短距離側では横方向フラクタルスペックルのベキ指数、長距離側では軸方向のベキ指数に従って減少することが分かった。その切り替わりの距離はフラクタル次元によって変化する。以上の結果は定性的にはシミュレーションと一致したが、定量的には違いが見られた。これはシミュレーションの精度が十分ではなかったことが原因である。2.前年度の1次元フラクタル多層膜構造を発展させ、2次元規則的フラクタル構造(デンドリマー構造、シェルピンスキー・カーペット)について、内部の光強度分布やQ値分布をFDTD法により計算した。非フラクタル構造に比べて、フラクタル構造は大きな光強度やQ値が得られる場所がより多数存在することが分かった。さらに、デンドリマー構造は、その枝分かれ構造に起因する共振周波数の多様性により、シェルピンスキー・カーペットに比べてより広い範囲の周波数に対して高いQ値が得られることが明らかとなった。3.粉体とレーザー色素を用いたランダムレーザーの発振実験を行った。フラクタルのスケーリング性を模擬するため、粉体は1桁程度粒子径の異なる酸化チタン粉体2種類を混合したものを用いた。実験の結果、ナノ粒子とサブミクロン粒子を特定の体積比で混合したときの方が、どちらか一方のみのときより効率よく発振することが明らかとなった。フラクタル発光素子の有効性を予感させる結果となった。
量子ドットの帯電効果を利用した超高感度受光素子の試作研究

自然形成InAs量子ドット中の電子準位をトンネル電子分光およびフォト・コンダクタンス測定により評価すること、および自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える影響を防ぐ方法を明らかにすることについて検討した。得られた成果の概略を以下に記す。(1)自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える受光素子に与える影響をしらべるため、まず作製条件によりドット中の電子のエネルギー準位をいかに制御できるかの知見をトンネル分光法により明らかにした。この結果、平均サイズ(底辺、高さ)が(300Å,57Å)の大きなドットおよび(230Å,31Å)の小さなドットそれぞれの量子準位に対応するトンネルピーク電流が観測されたばかりでなく、そのエネルギー準位の磁場依存性から見積もった電子波の広がりが、走査型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)によるドットサイズの見積もりとも良く一致した。小さなドットについて研究分担者の平川助教授のグループで遠赤外光吸収の実験を試みた結果、トンネル電子分光の結果との一致をみた。(2)自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える影響を抑制する一つの方法として、多数のドット集合を含む変調ドープ・ヘテロ接合構造を検討した。理想的な1トランジスタあたり数個の量子ドットを埋め込んだ素子構造においては、入射光と高々数個の量子ドット中の電子との間の散乱断面積が小さいと予想されることが最大の問題であるが、散乱断面積を大幅に増加させるため、素子あたり10,000個程度の量子ドットを埋め込んだ構造を作製した。その結果、本構造で十分にドットの平均的電子状態に敏感な素子を得た。ドットの平均的帯電状態に敏感な素子構造のため、ドット中の電子の殻構造をこのようなトランジスタ構造で初めて観測した。量子ドットの帯電効果を用いた量子効果デバイスとしては、半導体メモリなどの応用の可能性の他に高感度赤外線が非常に有望であるため超高感度受光素子の実現を目指してその基礎の確立に向けて研究を進めている。今年度は、特に化合物半導体系で原理的な基礎検討を行った。(1)自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位な揺らぎが与える受光素子に与える影響をしらべるため、まず作製条件によりドット中の電子のエネルギー準位をいかに制御できるかの知見をトンネル分光法により明らかにした。このことは研究分担者の平川助教授のグループの遠赤外光吸収の実験とも結果の一致をみた。(2)微細加工と自己組織化を組み合わせて量子ドットの帯電効果が擬1次元トランジスタ構造を流れる電流で高精度に観測できるデバイス構造において、ゲート電圧のバイアス条件を変えると低電流の極限の単電子動作モードからメモリモードへ移行することについての知見を得た。(3)今まで実績のあった、1トランジスタあたり数個の量子ドットを埋め込んだ素子構造においては、入射光と高々数個の量子ドット中の電子との間の散乱断面積が小さいと予想されることが最大の懸念であった。今回、散乱断面積を大幅に増加させるため、素子あたり10,000個程度の量子ドットを埋め込んだ構造を作製し、本構造で十分にドットの平均的電子状態に敏感な素子を得た。ドットの平均的帯電状態に敏感な素子構造のため、初期的結果ながらドット中の電子の殻構造をこのようなトランジスタ構造で初めて観測した。

本年度は、自然形成InAs量子ドット中の電子準位をトンネル電子分光およびフォト・コンダクタンス測定により評価すること、および自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える影響を防ぐ方法を明らかにすることについて検討した。得られた成果の概略を以下に記す。(1)自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える受光素子に与える影響をしらべるため、まず作製条件によりドット中の電子のエネルギー準位をいかに制御できるかの知見をトンネル分光法により明らかにした。この結果、平均サイズ(底辺、高さ)が(300 Å,〓Å)の大きなドットおよび(230Å,3 1Å)の小さなドットそれぞれの量子準位に対応するトンネルピーク電流が観測されたばかりでなく、そのエネルギー準位の磁場依存性から見積もった電子波の広がりが、走査型プローブ顕微鏡(原子間力顕微鏡)によるドットサイズの見積もりとも良く一致した。小さなドットについて研究分担者の平川助教授のグループで遠赤外光吸収の実験を試みた結果、トンネル電子分光の結果との一致をみた。(2)自然形成による量子ドットにおいても避けられないサイズのばらつきに起因するドット中の量子準位の揺らぎが与える影響を抑制する一つの方法として、多数のドット集合を含む変調ドープ・ヘテロ接合構造を検討した。理想的な1トランジスタあたり数個の量子ドットを埋め込んだ素子構造においては、入射光と高々数個の量子ドット中の電子との間の散乱断面積が小さいと予想されることが最大の問題であるが、散乱断面積を大幅に増加させるため、素子あたり10,000個程度の量子ドットを埋め込んだ構造を作製した。その結果、本構造で十分にドットの平均的電子状態に敏感な素子を得た。ドットの平均的帯電状態に敏感な素子構造のため、ドット中の電子の殻構造をこのようなトランジスタ構造で初めて観測した。
国内経済格差と地域間租税協調の維持可能性に関する理論分析

本研究は、国・地域をまたいで移動可能な資本を対象に財政政策(特に資本課税)を通じて自国・自地域へと誘致すべく展開される地域政府間競争(財政競争)の研究文脈に位置づけられ、特にその協調政策の維持可能性と各国・地域内の資本分布に特徴づけられる所得格差との関係に主な焦点を置いている。域内企業の生産性や資本賦存量などに基づく地域間の非対称性は、財政競争環境下に置かれたそれぞれの地域で設定される税率に差を生み出し、さらにこれは経済内の資本配分に関する非効率性の要因となってしまうが故に、協調政策が設定された際の維持可能性とその条件について分析することは一定程度の意義があるといえるだろう。資本課税競争と協調政策の維持可能性について分析する際に、既存文献で多く用いられている理論的フレームワークは繰り返しゲームに基づくアプローチである。本年度はこの枠組に対して、地域内の市民間に資本賦存量に関する異質性が存在するとし、さらに最もシンプルと考えられる直接投票(多数決投票)で資本課税率が決定されると仮定しつつ、モデルの構築および解析を試みた。しかしながら、これら新規的要素の導入により均衡の存在が失われ、協調政策の維持可能性を検討できない結果となった。この点については、アプローチの方法を変更しつつ、2019年度以降に更なる検討が必要とされる。また、政治的要素に関する地域間の非対称性として、政策決定者を選び出す選挙の相対的なタイミングの違いを挙げることができるが、この違いと地域内の経済格差が地域間の資本課税率の差にどのような影響を及ぼすかについても検討を行った。結果として、早期に選挙を行う地域はその後に選挙を行う地域に比べ高い税率を設定する傾向にあり、さらにその差は地域内の経済格差が大きくなる程に拡大される、ということが明らかとなった。上記においても触れられたように、計画立案当初に想定されていた基本的なアプローチ(繰り返しゲームのフレームワークを用いた租税政策協調の分析に対し、域内個人間の資本賦存量についての異質性が存在し、政策決定が直接投票を用いて決定されるモデリング)において均衡が導出されなくなる問題が生じてしまった故に、この解決に時間を要している状況にある。一方、租税政策の面での協調が必要とされる本源的理由である国・地域間の資本課税率差と各地域内での経済格差との関係を探る意味合いで、間接民主主義制度下での選挙タイミングの相対的な違いに着目した分析にも取り組んでいるが、この分析に関しては概ね問題なく進行中である。分析結果をまとめた論文については、2019年度内に査読付き専門誌へ投稿する段階に移行できると目される。租税協調の維持可能性について繰り返しゲームのフレームワークを用いることで、域内の経済格差の影響を分析するアプローチについては、引き続き理論モデルに若干の変更を施しながら問題なく均衡が導出されるように試みていきたい。この手続において仮に解析的な意味で明示的な均衡が導出されない場合には、研究計画立案の際にも考慮されていた数値計算による分析へと方策をやや転換する場合も考えられる。また、協調政策の維持可能性についての文献では、2000年代後半から上記にあるような繰り返しゲームを用いるアプローチがその理論モデルの明解さと扱いやすさもあり主流となっているが、本研究を推進することにおいてはそのアプローチが研究文献に登場する以前の租税協調政策を扱う理論的フレームワークが有効である可能性も考えられる。これについても、現状を打開する策として採用ができるか否か検討していく。加えて、租税協調が必要とされる理由である地域間の税率差と地域内での経済的格差との関係を分析する面では、先の項目でも述べられたように間接民主主義制度下を想定したアプローチを取っているが、更にこれに加えて財政競争環境下にある対象地域がそれ以外の経済に対してどの程度開かれているか(特に資本市場へのマーケットアクセスの容易さ)を考慮した理論モデルの構築と解析も今後の研究課題として挙げられる。

結果として、早期に選挙を行う地域はその後に選挙を行う地域に比べ高い税率を設定する傾向にあり、さらにその差は地域内の経済格差が大きくなる程に拡大される、ということが明らかとなった。上記においても触れられたように、計画立案当初に想定されていた基本的なアプローチ(繰り返しゲームのフレームワークを用いた租税政策協調の分析に対し、域内個人間の資本賦存量についての異質性が存在し、政策決定が直接投票を用いて決定されるモデリング)において均衡が導出されなくなる問題が生じてしまった故に、この解決に時間を要している状況にある。一方、租税政策の面での協調が必要とされる本源的理由である国・地域間の資本課税率差と各地域内での経済格差との関係を探る意味合いで、間接民主主義制度下での選挙タイミングの相対的な違いに着目した分析にも取り組んでいるが、この分析に関しては概ね問題なく進行中である。分析結果をまとめた論文については、2019年度内に査読付き専門誌へ投稿する段階に移行できると目される。租税協調の維持可能性について繰り返しゲームのフレームワークを用いることで、域内の経済格差の影響を分析するアプローチについては、引き続き理論モデルに若干の変更を施しながら問題なく均衡が導出されるように試みていきたい。この手続において仮に解析的な意味で明示的な均衡が導出されない場合には、研究計画立案の際にも考慮されていた数値計算による分析へと方策をやや転換する場合も考えられる。また、協調政策の維持可能性についての文献では、2000年代後半から上記にあるような繰り返しゲームを用いるアプローチがその理論モデルの明解さと扱いやすさもあり主流となっているが、本研究を推進することにおいてはそのアプローチが研究文献に登場する以前の租税協調政策を扱う理論的フレームワークが有効である可能性も考えられる。これについても、現状を打開する策として採用ができるか否か検討していく。加えて、租税協調が必要とされる理由である地域間の税率差と地域内での経済的格差との関係を分析する面では、先の項目でも述べられたように間接民主主義制度下を想定したアプローチを取っているが、更にこれに加えて財政競争環境下にある対象地域がそれ以外の経済に対してどの程度開かれているか(特に資本市場へのマーケットアクセスの容易さ)を考慮した理論モデルの構築と解析も今後の研究課題として挙げられる。研究計画立案当初に必要と想定されていたコンピュータ及び周辺機器等の資材・設備が、既存のものを使用可能な状況にあったため、また、前項で述べられたように研究の進捗に若干の遅れが生じている現状であるがゆえに、研究報告の段階に一部至っていないことの2点が当該助成金の繰越が生じた主たる理由である。推進方策の若干の変更に伴い、使用が予定されているソフトウェアやコンピュータの購入および、検討課題が消化された後の研究報告にかかる費用(英文校正・学会報告のための旅費)にこれらが充てられる計画である。
超音速分子ジェットを利用する高機能光分析法の開発

1.超音速分子流法では、鋭いスペクトル構造を利用して選択的な分析が行なえる。本研究ではその高機能化をめざして種々のアプローチを検討した。2.クロマトグラフ法との結合:レーザー励起蛍光法並びに多光子イオン化質量分析法に基づくガスクロマトグラフィーについて研究した。一方、超臨界流体試料導入法を用いる高速液体クロマトグラフィー、さらにレーザー蒸発法に基づく薄層クロマトグラフィーについても検討した。とくに後者は溶離成分に対して励起、蛍光スペクトルを測定することができるので、未知試料の検出、同定に有利であることがわかった。3.高分子材料の分析:レーザー蒸発法を用いることにより、ポリマーの超音速分子ジェット分析を初めて可能にした。ポリスチレンからはスチレンモノマーが効率よく脱離する現象が認められた。本法によれば前処理をすることなしに高分子材料の組成分析が可能である。4.シンクロナススキャンルミネッセンス法:励起と蛍光波長を同一にして走査しスペクトルを測定する方法について検討した。この方法は1成分が1ピークを与えるので、試料分子の帰属が極めて容易に行なえる。同様な分析はクロマトグラフでも行なえるが、本法は分離能の点で10^4倍優れていた。5.試料分子の帰属法:測定値からデータベースを作成して試料分子を同定する方法は確度が極めて高いが、スペクトルデータがない未知化合物には適用できない。そこでスペクトルにおけるピーク位置を分子軌道計算により求める方法について検討した。一方、基本骨格の化合物とのスペクトルの類似性を相互相関因子から定量的に評価して帰属する方法についても検討した。6.広域波長可変レーザー:虹色に輝くレーザー光"Rainbow Stars"(二色誘導ラマン効果)を偶然見い出し、この現象を利用する広域連続波長可変レーザー(273804nm)光源を開発した。本研究では、蛍光分析と質量分析が同時に行なえる新しい超音速分子ジェット分光分析装置を試作するとともに、現有の装置を活用し、多環芳香族化合物を微量分析する方法について検討した。1.シンクロナススキャン分光法:超音速分子ジェット分光法は極めて選択性に優れているが、スペクトル的性質が未知の化合物の分析には適用しにくい。そこで励起レーザーと蛍光分光器の波長を合わせ同時に走査する方法について検討した。この方法は未知分子の純電子遷移が直ちに求められ、かつ1つの化合物について1つのピークを与えるので、目的試料中に存在する成分数及びそのスペクトル的性質を調べるのに有効と考えられる。現在、ピレンやアントラセン誘導体の分析について検討を進め、これらが選択的に分析できることを示している。2.マルチチャンネル検出器を用いる蛍光スペクトル瞬時測定法:キャピラリーガスクロマトグラフで分離した試料を超音速分子ジェット蛍光法で同定するためには、溶離成分の蛍光スペクトルを瞬時に測定する必要がある。このため本研究では、スペクトロメトリックマルチチャンネルアナライザを用いる方法について検討した。現在、アントラセン誘導体の分析について検討を進めているが、検出限界はクロマトグラフへの注入量100ng、カラムへの注入量で数ng程度である。3.人工知能システム:超音速分子ジェット分光法は鋭いスペクトルを与えるため、正確度の高い同定が行なえる。純理論的なPPP法及びCNDO/S法により分子軌道を計算し、純電子遷移エネルギーから分子を同定する方法を検討した。約60種類の化合物について実測値と理論値を比較したところ、本法の誤差は約2%であった。蛍光スペクトルの類似性を相互相関関数から評価する方法についても検討を進めている。1.高分子材料の分析:超音速分子ジェット(SSJ)法は,一般に気体試料の分析に適用されているが,レーザー脱離法を用いれば,固体試料の分析へも応用できる.本研究では,ポリスチレンなど高分子材料の分析に初めて応用した.

まず高分子材料を337nmで発振するエキシマーレーザー励起色素レーザーで脱離し,生成した分子種をSSJとしたのち,ヤグレーザー励起色素レーザーを照射して蛍光測定した.ポリスチレン並びにABS樹脂からは,その構成成分であるスチレンモノマー分子が検出されたが,スチレンを含まないポリカーボネートからは信号が観測されなかった.本法では,レーザー1ショット毎に消費される試料量は約1ngにすぎず,極めて高感度である.またSSJ法の利点を生かした高選択的分析を行なうことも可能であった.2.シンクロナススキャン(SSL)法の適用:ナフタレン誘導体についてSSJ/SSL法を適用すると,いわゆるOーO遷移の他, 8^1_0の遷移が強く観測される.そこで分子の構造とこれらのピーク強度比の関係について研究した.その結果, β位にメチル基があるナフタレン誘導体は,分子の対称性が低く,分子内無放射過程が速やかにおこるため, OーO遷移が強くなることが判明した.この規則はジメチルナフタレンについても適用できることがわかった.最近PCBの代りに熱媒体として用いられているオイルの分析に本法を適用したところ, 1ー及び2ーメチルナフタレンが主成分として存在することがわかった.3.相補的シンクロナススキャン法の研究:励起波長と同じ蛍光波長をマスクして除き,その他の波長の蛍光のみを検出する逆SSL法を考案した.SSLと逆SSL法を組合せることにより,逆SSL法の(1)検出感度が高い(2)ピーク数が多く同定の確度が高いなどの特長の他,(3)分子の対称性(2)光学遷移に伴なう分子のねじれなどに関する知見も得られることがわかった.1.薄層クロマトグラフとの結合:超音速分子ジェット法と各種クロマトグラフと組合せる方法は、選択性が極めて高いため混合物試料の分析に適している。しかしながら従来のガスあるいは液体クロマトグラフと組合せる方法は、試料の検出部における滞在時間が数秒と短く、未知成分についてスペクトルを測定して同定、帰属を行うことができない。そこで薄層クロマトグラフで試料を一旦分離したのち、レーザーアブレーション法により気化し、超音速分子ジェットとする方法について検討した。多種の多環芳香族化合物の分析を通し、本法の有用性を確認した。2.蛍光法と多光子イオン化法の比較:一般に多光子イオン化法は蛍光、非蛍光物質を問わず広汎な化合物群に適用できると信じられている。しかしながらアントラセンのように大きな分子種の測定例はまだ報告されていない。そこで蛍光、多光子イオン化スペクトル同時測定装置を試作して検討したところ、多光子イオン化法は分子種が大きくなるに従って信号強度が急速に小さくなることがわかった。3.広域波長可変レーザーの開発:レーザー励起光分析法は極めて高感度であるが、レーザーの波長可変範囲が狭く、実用上の問題点となっている。
離散アルゴリズムの性能保証自動化パラダイム

情報化社会の大規模化と多様化は、計算機による処理能力の向上と処理対象への柔軟な適応によるところが大きい。これは、コンピュータの処理速度の向上に顕著に見られるハードウェアの進歩に加えて、ソフトウェアのアルゴリズム革新に支えられている。ここに、アルゴリズムの設計と性能保証があらゆる分野の基礎として重視されてきている。アルゴリズムの性能保証には、理論的な性能解析が必要不可欠であるが、アルゴリズム設計と同じく人手で行っており、設計者の職人芸的なセンスに依存するところが大きい。本研究の主題は、アルゴリズムの理論的性能解析に計算機を援用することにある。これにより、定型的作業の負荷を減らし、思考の抽象度を高めることによる生産性の向上が期待できる。本年度は、アルゴリズム的ゲーム理論の立場から、オークションのアルゴリズムの性能解析に関して検討を行った。具体的には、音楽ファイルなどの複製コストが無視できるほど小さく無限供給可能な商品に対する1ラウンド秘密入札オークションを対象とし、誘因両立性を持つアルゴリズムを設計した。また、入札の最高額と最低額の比rに関する競合比解析を提案し、本アルゴリズムの競合比がln r+1となることを示した。同様の観点から既存アルゴリズムの競合比をrの関数として解析し、小さなrに関しては提案アルゴリズムの競合比が常に良いことを示した。本年度は、将来の入力が分からない状況をモデル化したオンライン問題において、計算機援用によるアルゴリズムの性能保証に関する研究を行った。オンライン問題の性能保証の尺度として、将来の入力も含めたすべての入力を知っていると仮定した「神様」の行動にどれぐらい近づけるかを理論的に示す競合比が用いられる。計算機援用により、この競合比の上下限の解析を行った。2ビンのオンラインナップザック問題では、入力として時系列に大きさ1未満のアイテムが与えられる。各アイテムが与えられた時点で、将来どのような入力が与えられるか分からない状況で、そのアイテムを(1)大きさ1のビンに入れる、または(2)捨てるという行動を選択する。最終的に、1つのビン中のアイテムについてその大きさの和を可能な限り最大化するのが目標である。このモデルの競合比は、従来の結果では上限が1.3334,下限が1.2808であり、上下限に開きがあった。この上下限の差を縮めるためには、解析に膨大な場合分けが必要となるアルゴリズムを設計しなければならない。本研究では、この問題に対して計算機による競合比の自動解析を行い、上限と下限が1.3012で一致することを証明した。オンライン問題の性能保証の尺度として、将来の入力も含めたすべての入力を知っていると仮定した上での最適な行動(すなわち原理上とり得る最善の行動)にどれぐらい近づけるかを理論的に示す競合比が用いられる。2ビンのオンラインナップザック問題では、時系列に大きさ1未満のアイテムが与えられる。各アイテムが与えられた時点で、そのアイテムを(1)大きさ1のビンに入れる、または(2)捨てるという行動を選択する。最終的に、1つのビン中についてアイテムの大きさの和を可能な限り最大化するのが目標である。このモデルの競合比は、従来の結果では上限が1.3334下限が1.2808であり、上下限に開きがあった。本研究では、この問題に対して計算機による競合比の自動解析を行い、上下限が1.3012で一致することを証明した。さらに、アルゴリズム的ゲーム理論の立場から、オークションのアルゴリズムの性能解析に関して検討を行った。

アルゴリズムの性能保証には、理論的な性能解析が必要不可欠であるが、アルゴリズム設計と同じく人手で行っており、設計者の職人芸的なセンスに依存するところが大きい。本研究の主題は、アルゴリズムの理論的性能解析に計算機を援用することにある。これにより、定型的作業の負荷を減らし、思考の抽象度を高めることによる生産性の向上が期待できる。本年度は、アルゴリズム的ゲーム理論の立場から、オークションのアルゴリズムの性能解析に関して検討を行った。具体的には、音楽ファイルなどの複製コストが無視できるほど小さく無限供給可能な商品に対する1ラウンド秘密入札オークションを対象とし、誘因両立性を持つアルゴリズムを設計した。また、入札の最高額と最低額の比rに関する競合比解析を提案し、本アルゴリズムの競合比がln r+1となることを示した。同様の観点から既存アルゴリズムの競合比をrの関数として解析し、小さなrに関しては提案アルゴリズムの競合比が常に良いことを示した。
トリ初期胚を用いたマウスES細胞の神経網膜細胞へのin ovo分化誘導

このような、in vitto実験成績を受け、in ovc移植実験を行った。トリ胚に移入したマウスES細胞がトリ胚の網膜発生に同調して、その網膜組織内に網膜神経細胞として分化を遂げないかを調べた。マウスES細胞由来ES-NSCs(5x10^<-4>個/50ul)を、放卵直後、放卵後約18時間後、放卵後約30時間後の胚のそれぞれ胚盤下腔、原始線条の頭端部、頭部神経管内へ注入し、7日後の網膜組織を採集し、ロドプシン陽性細胞の有無およびその網膜内局在を免疫組織学的に検討した。いずれの時期の発生胚でも、成績はほぼ同様であった。総数1000個の実験鶏卵のなかで、7日目の生存胚は約半数であった。そのなかで、網膜組織内にGFP陽性かつロドプシン陽性細胞をみとめたものは約1.2%であった。そのGFPかつロドプシン陽性細胞の局在は、網膜色素上皮近傍のほぼ正所性と思える部位に存在する細胞もみとめたが、あきらかに視細胞領域外と思われる網膜組織内にも観察された。In ovoにおいても、マウスES細胞はロドプシン陽性細胞に分化し得ることが判明したが、その効率は極めて低く、また、その網膜内局在には規則性は認めなかった。ヒト網膜の再生能力は極めて乏しい。それ故、網膜の損傷や変性に対して、網膜細胞に分化し得る幹細胞による細胞移植療法はひとつの治療選択肢となる可能性がある。ES細胞から網膜関連細胞への分化は、胚様体形成による非方両性分化ではきわめて稀である。それ故、本研究では、まず、すでに確立された段階的神経分化誘導法にてマウスES細胞を神経幹細胞(ES-NSC s)に分化させ、その後に網膜関連細胞への分化を試みた。ES-NSC sから網膜関連細胞への分化させる好適な環境の賦与に、トリ初期胚網膜との共培養を考案した。ES-NSC sとE-6のトリ網膜をseparate chamberを用いて共培養した。この培養方法により、全培養細胞中の約20%をロドプシン陽性細胞に分化させ得ることが可能であった。さらに、ロドプシン陽性細胞視細胞に限らず、アマクリン細胞、水平細胞、双極細胞などの神経網膜関連細胞マーカーを有する細胞の出現も確認できた。興味深いことに、網膜発生早期に発生する双極細胞は、トリ初期胚網膜との共培養でも、早期より出現し、一方、後期発生のロドプシン陽性細胞視細胞は共培養により遅れて徐々に現れることも判明した。これらの分化した網膜関連細胞は、細胞棒移植療法の細胞源として使用できる可能性がある。
新生子腎が化学物質に脆弱である原因の解明

本年度は転写因子AhRの活性化が授乳期の子マウスに引き起こす腎障害について機序を検証した。AhRは塩素化芳香族炭化水素類をリガンドとして結合することで活性化して核内に移行して異物応答配列XREに結合し遺伝子発現を誘導する。この経路はgenomic pathwayと呼称される。AhRは細胞質にてCa2+流入に引き続くシグナル伝達経路を活性化させる。この経路はnongenomic pathwayと呼称される。本研究では核移行シグナルNLSに着目し、NLSを持たないAhRであるAhR-NLSについてgenomic pathwayとnongenomic pathwayへの影響を検証した。陽性対照としたAhRはgenomicpathway活性化の指標となるCyp1a1の転写活性化、ならびに、nongenomic pathway活性化の指標となるcPLA2aリン酸化を引き起こした。一方でAhR-NLSはこれらの反応が生じなかった。これらの結果からNLSがAhRのnongenomic pathwayにも必要であることが示唆された。さらに、PGE2合成系酵素の遺伝子prostaglandin-endoperoxide synthase 2ならびにprostaglandin E synthaseのmRNA量増加、尿中PGE2濃度上昇、水腎症発症についてもAhR-NLSは引き起こさなかった。リガンド結合によるAhR活性化に引き続き核内で生じる転写活性化と細胞質におけるcPLA2a活性化はともに核移行と少なくとも初期の段階は共役して生じる可能性があると考えられた。AhRリガンドが発達時期特異的に引き起こす水腎症についてAhRの核移行シグナルが重要な役割を果たすことを明らかにできたから。PGE2合成系を誘導する化学物質が新生子に引き起こす水腎症についてその他のPG類およびその合成酵素への影響を検討する。ダイオキシン類は難分解性・脂溶性の環境汚染物質であり、健康影響が懸念されている。ダイオキシン曝露が引き起こす毒性現象の特徴は、(1)多様な異常が現れること、(2)これらの異常の中に発達時期特異的に現れるものがあることである。本研究は(2)の問題について、毒性発現機序を解明することを目標とした。ダイオキシン曝露された仔マウスは水腎症を発症する。水腎症とは腎実質の菲薄化を特徴とする症状であり、進行すると腎機能を喪失する。水腎症が仔マウスで発症するのは生後数日までにダイオキシン曝露された場合であり、それ以降の曝露では発症しない。このように発達段階のごく短い期間でだけでダイオキシンによって水腎症が発症する原因は長年不明であった。本研究において、ダイオキシン曝露によって仔マウスに発症する水腎症に関連して、尿管閉塞を伴わないこと、尿管蠕動運動に異常が観られないこと、尿濃縮障害と多尿が生じることを見出した。さらに、抗利尿薬DDAVPで多尿を抑制することで水腎症発症が抑制されることを明らかにした。また、prostaglandin E2 (PGE2)合成系酵素であるCOX-2, mPGES-1の遺伝子発現レベルが曝露により仔マウス腎で顕著に増加し、尿中ではPGE2が増加していた。尿濃縮に重要な働きを持つaquaporin-2の遺伝子発現レベルは減少していた。これらの結果から、曝露によるPGE2の異常な増加が尿濃縮を妨げて多尿をきたし、排泄限度を超えた尿がバックプレシャーをかけることで腎実質が失われると推定された。ダイオキシン曝露しても水腎症発症に抵抗性を示すことが知られていた成熟マウスにおいては、PGE2合成系酵素の発現上昇、apuaporin-2発現低下、多尿が生じなかった。成体では曝露によるPGE2合成酵素の誘導が生じないことが水腎症発症に抵抗性を示す原因と考えられた。本研究の目標である新生子腎が化学物質に脆弱である原因の解明に関して、ダイオキシンについてはPGE2合成系の誘導の有無が腎障害の有無の原因となることを明らかにできた。よって、目標を達成し順調に研究が進捗しているといえる。本年度は、(2)について曝露時期の違いによる腎毒性の現れ方の違いとその原因と考えられる生体内分子を明らかにし、また、(1)についてダイオキシン受容体の下流で毒性現象を仲介するcPLA2aの働きを研究し成果を得た。ダイオキシン腎毒性として、腎盂腎杯の拡張と腎実質の菲薄化を特徴とする水腎症がある。その原因としては尿管上皮の過形成が関係するとされてきた一方で、昨年度の本研究からは曝露による新生子の水腎症に尿管の顕著な形態異常はなくPGE2過剰生産に伴う多尿が原因であることが分かった。本年度の研究からは、胎子期の水腎症は水尿管症を伴い尿管の異常が原因であり新生子期とは病態が異なることが判明した。さらにこの違いはPGE2合成酵素であるmPGES-1誘導の有無に起因すると示唆された。ダイオキシンは受容体AhRに結合して多様な毒性現象を引き起こすことが知られていたがその分子基盤は不明であった。

本年度の研究で、AhRの下流で活性化および発現誘導が起こるcPLA2aを欠損することで消失する毒性現象が複数あることを見出した。このことから、cPLA2aがAhRと個別の毒性現象の仲介因子の1つとして重要な役割を果たすことが明らかになった。ダイオキシン曝露による毒性現象の発達時期特異性について病態と遺伝子発現の観点からその原因について新知見が得られたから。本年度は転写因子AhRの活性化が授乳期の子マウスに引き起こす腎障害について機序を検証した。AhRは塩素化芳香族炭化水素類をリガンドとして結合することで活性化して核内に移行して異物応答配列XREに結合し遺伝子発現を誘導する。この経路はgenomic pathwayと呼称される。AhRは細胞質にてCa2+流入に引き続くシグナル伝達経路を活性化させる。この経路はnongenomic pathwayと呼称される。本研究では核移行シグナルNLSに着目し、NLSを持たないAhRであるAhR-NLSについてgenomic pathwayとnongenomic pathwayへの影響を検証した。陽性対照としたAhRはgenomicpathway活性化の指標となるCyp1a1の転写活性化、ならびに、nongenomic pathway活性化の指標となるcPLA2aリン酸化を引き起こした。一方でAhR-NLSはこれらの反応が生じなかった。これらの結果からNLSがAhRのnongenomic pathwayにも必要であることが示唆された。さらに、PGE2合成系酵素の遺伝子prostaglandin-endoperoxide synthase 2ならびにprostaglandin E synthaseのmRNA量増加、尿中PGE2濃度上昇、水腎症発症についてもAhR-NLSは引き起こさなかった。リガンド結合によるAhR活性化に引き続き核内で生じる転写活性化と細胞質におけるcPLA2a活性化はともに核移行と少なくとも初期の段階は共役して生じる可能性があると考えられた。AhRリガンドが発達時期特異的に引き起こす水腎症についてAhRの核移行シグナルが重要な役割を果たすことを明らかにできたから。PGE2合成系の誘導を引き起こす別の化学物質である炭酸リチウムについて曝露実験系を構築し、曝露が引き起こし得る腎障害の病態とその原因となる分子基盤を明らかにする。化学物質曝露による新生子腎での毒性発現についてさらに詳細に解明する為に、ダイオキシン受容体AhRが下流に影響を伝える機序を解明する。また、PGE2合成系と尿濃縮障害および水腎症との関係を解明する。PGE2合成系を誘導する化学物質が新生子に引き起こす水腎症についてその他のPG類およびその合成酵素への影響を検討する。
純粋な牛ゴナドトロフ細胞のモデルを用いた泌乳牛のLH・FSH分泌活性化法の開発

RNA-seq法により、ウシ下垂体前葉では、12,769遺伝子が発現していること、さらに発情期と排卵後期の間で比較すると、有意に発現量の異なる396遺伝子を発見した。396遺伝子の中には、新規のGPCR型受容体、ならびに、バインディングプロテインが含まれていた。ウシ下垂体前葉では、259の受容体と364のバインディングプロテインが発現していることも解明された。発情期と排卵後期の間で有意差のあった396遺伝子を用いて、重要なパスウェイを調べたところ、GPCRと遺伝子発現を結びつけるパスウェイ等が見つかった。新規のGPCR型受容体には、GnRH受容体を含む脂質イカダに乗るものもあった。分娩後泌乳牛では下垂体前葉に存在するゴナドトロフ細胞からの重要ホルモン、LHとFSHの分泌が抑制され様々な繁殖障害を生じている。しかし原因は未解明で、また既存の治療法にも限界がある。研究が進まない理由は、同細胞の下垂体前葉細胞集団中の存在比が低く、同細胞の純化法も無かった事にあった。研究代表者らは、最近、ウシ下垂体前葉の細胞集団から純度100%のゴナドトロフ細胞を得る方法を開発した。そこで分娩後泌乳牛と正常牛からの純粋なゴナドトロフを用い、次世代シーケンサーやプロテオミクス等で詳細に分析し、両者で有意差のある受容体、膜上特殊構造である脂質イカダに乗る受容体、また細胞内外の発症機構を解明する。次に重要受容体のリガンドと純粋なゴナドトロフを用い、LH・FSHの発現・分泌を活性化させる方法を開発する。初年度は、発情期と黄体期の正常牛から下垂体前葉を採取し、次世代シーケンサーにより、発現している全受容体を解明し、各受容体の正常牛・分娩後泌乳牛の群間差から、発症に関わる血中リガンドを推定することにした。また全発現遺伝子の解析により、分娩後泌乳牛のゴナドトロフが分泌抑制を起こす原因となる発症機構を分子レベルで推定した。正常な性成熟後未経産牛に対し、プロスタグランジン注射等で性周期を調節した後に、発情期(n=4)と排卵後期(n=4)に屠殺して、下垂体を採取した。各下垂体からRNAを抽出し次世代シーケンサーを用いたRNA-Seq法で分析した。その結果、発情期と排卵後期の間で有意に発現量に差がある遺伝子として数百遺伝子を見つけ出し、有望な受容体も発見している。特に、新規のGPR型受容体などの発見もあった。発現量に差がある遺伝子の群のデータを基に、パスウェイ解析も実施し、有意なパスウェイも見出している。計画段階でのもくろみ通りに、発情期と黄体期の正常牛から下垂体前葉を採取し、次世代シーケンサーによる、網羅的な発現遺伝子の解析を完了している。また計画段階では、フローサイトメーターを用いた純粋なゴナドトロフ細胞の調整方法のみがあり、生成作業には長時間を要した。ところが初年度の研究の中で、磁気ビーズと強力マグネットを用いた、より迅速に純粋なゴナドトロフ細胞を調整する方法も確立できた。さらに精製ゴナドトロフ細胞は、培養にも用いることが確認されている。したがって、初年度に予定していて全工程が予定どおりに進捗していると言える。そこでゴナドトロフ細胞を用い、次世代シーケンサー等で詳細に分析し、両者で有意差のある受容体、膜上特殊構造である脂質イカダに乗る受容体、また細胞内外の発症機構を解明する。初年度には、次世代シーケンサーを用いて、発情期と黄体初期の正常牛の下垂体前葉間で発現量に差がある遺伝子として数百遺伝子を見つけ出し、その中にはGPCR型受容体も発見していた。そこで2年目には、そのような新規受容体の細胞外領域に対する抗体を用いて、下垂体前葉の組織や細胞に対する免疫染色を実施し、リアルタイムPCRで性周期の間にどのように発現量が変化するかも調べた。その結果、それらの新規受容体を発現する主要な下垂体前葉細胞は、ゴナドトロフ細胞であることが明らかになり、特にLH分泌が活発になる黄体初期のゴナドトロフ細胞では発現量が低いことも明らかになった。またGnRH受容体を含む脂質イカダに乗る受容体であることも明らかになった。さらにそれら受容体の遺伝子のプロモーター領域を解析したところ、エストロゲン受容体やプロジェステロン受容体の結合領域が存在することも明らかになった。計画段階でのもくろみ通りに、ウシゴナドトロフ細胞において、GnRH受容体を含む脂質イカダに乗る受容体を発見した。それらの受容体は、LH分泌が活発な時期には発現量が低下するため、LH分泌を抑制する機構の中で重要な役割を担っていると考えられる。

したがって、予定している全工程が予定どおりに進捗していると言える。RNA-seq法により、ウシ下垂体前葉では、12,769遺伝子が発現していること、さらに発情期と排卵後期の間で比較すると、有意に発現量の異なる396遺伝子を発見した。396遺伝子の中には、新規のGPCR型受容体、ならびに、バインディングプロテインが含まれていた。ウシ下垂体前葉では、259の受容体と364のバインディングプロテインが発現していることも解明された。発情期と排卵後期の間で有意差のあった396遺伝子を用いて、重要なパスウェイを調べたところ、GPCRと遺伝子発現を結びつけるパスウェイ等が見つかった。新規のGPCR型受容体には、GnRH受容体を含む脂質イカダに乗るものもあった。分娩後泌乳牛と正常牛の純粋なゴナドトロフの細胞膜から、GnRHRが乗る脂質イカダを調製し、同乗する全受容体と群間差を明らかにし、発症原因の血中リガンドを推定する。ゴナドトロフでの発現が認められた受容体に対するリガンドを、ゴナドトロフの培養液に添加し、GnRHR、LH、FSHの分泌・発現量、またGnRHの結合可能なGnRHR量への効果を解明する。発見された新規受容体の中には、リガンドが解明されつつある受容体がある。そこで、そのようなリガンドを、ゴナドトロフの培養液に添加し、LH・FSHの分泌・発現量、またGnRH受容体量への効果を解明する。また分娩後乳牛等の下垂体前葉における発現量について、免疫染色などにより検討する。繁殖
5f電子系における局所非フェルミ液体異常とサイト間効果の研究

重い電子系URu_2Si_2のウランサイトを非磁性イオン、トリウムおよびイットリウム、ランタンで希釈した単結晶について高精度の磁気・熱測定(温度領域0.1K-300K)を行い、局所5f電子状態が以下の共通特性をもつことを明らかにした。(1)正方晶c軸に対する強い1軸磁気異方性、(2)局所反強磁性相関による低温磁化の抑制と比熱の増大、(3)低温エントロピーの小さな変化、(4)降温に伴う電気抵抗の減少。(4)に代表されるように、いずれの希釈系においても従来の近藤効果の兆候が見られないことを明らかにし、2チャンネル近藤理論および非クラマース2重項を結晶場基底状態とするアンダーソン模型から導かれる新しい局所多体電子相関の可能性を議論した。同時に、これらの理論が予想する絶対零度の残留エントロピーが観測されないことを磁場中比熱測定から明らかにし、理論には含まれていない電子-格子相互作用の重要性を指摘した。周期系URu_2Si_2の微弱反強磁性状態がわずかな加圧によって著しく増強され、さらにある臨界圧で圧力誘起の新しい磁気相転移が起こることを圧力下中性子散乱実験により発見した。加圧に対する物理量の変化をもとに、過去に提案された種々理論の適用性をランダウの現象論を用いて議論し、非時間反転自由度による秩序機構が最も適することを指摘した。さらに上記希釈実験で得た単一ウランサイトの情報と圧力実験の結果に基づき、Uru_2Si_2の異常物性が非クラマースニ重項Γ_5の性質を用いて良く説明できることを指摘した。本研究は、磁性と超伝導が共存する重い電子系の典型物質URu_2Si_2に着目し、(1)ウラン希釈極限における局所非フェルミ液体異常の普遍的特性の探究、(2)ウラン希釈極限から周期系に至る系統的研究によるサイト間効果の解明、および、(3)これら正常状態の情報に基づくURu_2Si_2の磁性・超伝導の発現機構の解明、を目的とする。本年度は、URu_2Si_2と同型の母金属、YRu_2Si_2および、LaRU_2Si_2中にUを少量固溶した系の単結晶を作成し、0.1K-300Kにおける磁化率・電気抵抗測定、および0.36K-100Kにおける比熱測定を行い、濃度依存性の詳しい測定から単一サイトの情報を抽出した。その結果、これまでの研究対象(Th,U)Ru_2Si_2に加え、YおよびLa希釈系においても、局所5f電子状態の1軸異方性、および抵抗の降温に伴う減少等の低温異常がこの結晶型に普遍的に存在することがわかった。これらの振る舞いは金属中磁性イオンに対する既存の理論では説明が困難な局所異常である。目的の(1)はほぼ達成され、研究成果は論文2編、学会発表2件によって公表した。また、一連の結果は次年度の強相関電子系国際会議において招待講演として公表する予定である。また(2)に対しては(Y,U)Ru_2Si_2、20組成の単結晶作成を計画している。既に8組成の単結晶化が終了し、基礎物性測定が進行中である。周期系の未解明の秩序が、ウラン20%程度の低濃度領域まで残存する異常な振る舞いが観測されており、この系のサイト間効果が局在磁性の性格をもつ可能性が示唆された。確論に至るには更に注意深い研究が必要であるが、今後の研究に一つの焦点となる情報が得られた。

(1)正方晶c軸に対する強い1軸磁気異方性、(2)局所反強磁性相関による低温磁化の抑制と比熱の増大、(3)低温エントロピーの小さな変化、(4)降温に伴う電気抵抗の減少。(4)に代表されるように、いずれの希釈系においても従来の近藤効果の兆候が見られないことを明らかにし、2チャンネル近藤理論および非クラマース2重項を結晶場基底状態とするアンダーソン模型から導かれる新しい局所多体電子相関の可能性を議論した。同時に、これらの理論が予想する絶対零度の残留エントロピーが観測されないことを磁場中比熱測定から明らかにし、理論には含まれていない電子-格子相互作用の重要性を指摘した。周期系URu_2Si_2の微弱反強磁性状態がわずかな加圧によって著しく増強され、さらにある臨界圧で圧力誘起の新しい磁気相転移が起こることを圧力下中性子散乱実験により発見した。加圧に対する物理量の変化をもとに、過去に提案された種々理論の適用性をランダウの現象論を用いて議論し、非時間反転自由度による秩序機構が最も適することを指摘した。さらに上記希釈実験で得た単一ウランサイトの情報と圧力実験の結果に基づき、URu_2Si_2の異常物性が非クラマース二重項Γ_5の性質を用いて良く説明できることを指摘した。