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不安定核における二核子相関の普遍的性質の究明

中性子過剰な不安定原子核では、安定核では見られない特異な現象が数多く議論・示唆されている。その中の一つにダイニュートロン相関というものがある。これは自由空間では束縛しないスピン0ペアの二中性子が無限核物質の低密度領域や有限原子核中の核表面付近で強い空間的な相関を持ち、一つのサブシステム(クラスター)のように振る舞うというものである。このダイニュートロン相関は核表面付近の余剰中性子の運動を考える上で重要になりうるが、既存の枠組みが非常に限られた原子核にしか適用できずごく一部の原子核でしか研究なされていない。原子核中におけるダイニュートロン相関の普遍的な性質を明らかにするためには、多様な構造を持つ原子核を系統的に研究し定量的に議論する必要がある。そこで我々はそのための新たな枠組みを、反対称化分子動力学(AMD)と呼ばれる、特に軽い質量数領域の原子核の様々な構造が統一的に記述できるモデルを核表面付近の二中性子の運動を詳細に記述できるように拡張することで構築した。この手法は特に適用範囲が限られないためダイニュートロン相関の研究の進展が大きく期待される。本年度は、原子核の記述から解析・議論までの本手法の流れを完成させた。そしてこの枠組みの有用性およびそこから得られた新しい示唆を示すための論文執筆を行った。そこでは中性子過剰核の一例として10Beを取り上げ8Be芯周りの二中性子の運動を詳細に議論した。その結果から、芯の構造変化(特に変形)がダイニュートロンの形成度合いに強く影響を及ぼしうるということをあらわに示した。この結果は、芯の変形などが考慮されてこなかった既存の枠組みでは示され得なかったものであり、さらには変形構造を持つものがむしろ大半を占める原子核系におけるダイニュートロン相関の性質の多様性に繋がりうる非常に興味深いものである。27年度が最終年度であるため、記入しない。現在中性子過剰核特有の物理として理論的にも実験的にも盛んに議論がなされているダイニュートロン(ダイプロトン)相関について研究を進めた。ダイニュートロン(ダイプロトン)相関とは自由空間では非束縛な二中性子(二陽子)が核物質の低密度領域中や不安定核の表面付近において強い空間的な相関を持つというものである。このダイニュートロン(ダイプロトン)相関に関しては、これまで既存の枠組みの適用限界からごく一部の原子核でしか研究がなされておらず、有限原子核中における普遍的な性質や促進・減衰機構はいまだ全く明らかになっていない。そこで本研究では様々な原子核に普遍的に適用できる模型である反対称化分子動力学(AMD)を用い様々な不安定核の系統的研究を進めている。そして、AMDを用いて記述した原子核系において、核表面付近の二核子の運動を詳細に議論するための解析方法を新たに構築し、それを用いて解析を進めている。今年度は軽い不安定核である6He, 10Be, 13Oをダイニュートロン(ダイプロトン)相関という観点で詳細に解析した。その解析から原子核の変形構造が核表面付近におけるダイニュートロン(ダイプロトン)相関形成に有意な影響を及ぼすことを初めて示唆し、現在論文にまとめている段階である。二核子間の空間的相関の普遍的性質の解明に向けた手法が確立しこれまでにダイニュートロン(ダイプロトン)相関という観点からは研究なされていない原子核の系統的研究が可能になったことにより、ダイニュートロン(ダイプロトン)相関の理解における更なる進展が次年度以降大いに期待される。広い領域における原子核中の系統的なダイニュートロン相関の研究が本研究の最大の目標であるが、現時点まではそのためのダイニュートロン相関に関する記述・解析方法の構築に尽力し、それらを完成させることができた。

新たな研究環境に移ることで、より多くの研究者と触れ合う機会ができ、これまでにはなかった視点からのコメントやアドバイスをいただきそれらを自分なりに咀嚼し理解することで、新たな観点から自らの研究を見直すことができた。それらのコメントやアドバイスを大いに参考にしながらダイニュートロン相関研究のための独自の枠組みを構築・発展させ、より容易に様々な構造を持った中性子過剰核の記述が可能になった。更には新たな解析手法を構築し、これまではあまりなされてこなかった観点からダイニュートロン相関の形成機構やその振る舞いが理解できるようになり、これまでの先行研究では研究なされ得なかった原子核におけるダイニュートロン相関の系統的研究が可能になった。本年度は手始めとして、その枠組みを異なる構造を持ったいくつかの原子核に適用した。まだ本来の目的である大規模な系統的研究とまでは至っていないが、それらの原子核の記述・解析はうまくいっており本研究の枠組みの妥当性・有用性を確認するとともに、先行研究にはない示唆もなすことができ、それは今後の方針にも繋がる大きな進展ではある。これからの研究の準備段階としてこの初年度の研究は順当に進められたと考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。ダイニュートロン相関の系統的研究のための枠組みがほぼ完成したので、次の段階としてそれを様々な原子核に適用する中でダイニュートロン相関の一般的な形成・促進・減衰機構を明らかにし、原子核中でのその振る舞いの統一的な理解を果たしたい。例えば、二つの中性子が芯に対して極めて弱束縛で、芯の周りに低密度で大きく広がった分布をする二中性子ハロー原子核(11Li, 22C, 17,19Bなど)において芯の周りでダイニュートロン相関がどのように発達するのかを明らかにする。その際には芯の構造がダイニュートロン相関にどのような寄与を及ぼすかなどの観点で、それらのハロー核中でのダイニュートロン相関の性質を比較し類似点・相違点を明らかにする。ハロー核以外の原子核におけるダイニュートロン相関の性質とも比較することにより、弱束縛性がどのようにダイニュートロン相関に影響するのかなども明らかにしたい。また強いダイニュートロン相関を含んだ励起状態を、例えばBe, C, O同位体において議論する。ダイニュートロン相関を含む励起状態の研究は理論的にも実験的にもほとんど進んでおらず、その存在は未だ確認されていない。本研究の枠組みを用い、そのような励起状態中のダイニュートロン相関の振る舞いを研究するとともに、それらの励起状態に共通して見られる特徴などを明らかにし、実験的に測定するためにはどのような観測量が適当であるかを探る。
尿毒症物質-アルブミン尿-腎臓間クロストークに基づくCKD個別化治療戦略の構築

慢性腎臓病(CKD)は透析導入とともに心血管疾患(CVD)発症のリスク因子である。従って、腎予後の悪化やCVD発症に関わる分子機序の解明がCKD-CVDの病態制御に重要である。我々は病態の発症・進展に関わる液性因子として透析で抜けにくいアルブミン結合型尿毒素に着目した。中でもインドキシル硫酸(IS)とパラクレジル硫酸(PCS)に着目し、ISとPCSが誘発する腎障害の進展と心血管疾患発症機序について新たな知見を得た。本研究では、PCSの細胞内蓄積が酸化ストレスに及ぼす影響と、それに伴う細胞障害の関連性を、CKDラット及びヒト近位尿細管上皮細胞(HK-2)を用いて検討した。CKDラットは5/6腎臓摘出により作製した。血漿中PCS濃度及び酸化ストレス度はHPLC及びFREE carpe diemにて測定した。HK-2細胞内活性酸素種(ROS)産生は、ROS感受性試薬CM-H2DCFDAを用いて解析した。NADPHoxidase及び各種サイトカインの発現量はreal-time RT PCR及びWestern blotにより確認した。CKDラットでは血漿中PCS濃度が上昇し、PCS濃度と血漿中酸化ストレス度との間には有意な正の相関性が観察された。HK-2において、PCSは細胞内ROS産生を増大させた。このROS産生の増大はNADPHoxidaseの活性化に一部起因することが示唆された。ROS産生に伴い線維化マーカーの発現量増大と細胞障害が観察された。この現象は、有機アニオントランスポータ(OATs)阻害剤であるプロベネシド存在下で有意に抑制された。以上の結果より、CKDに伴うPCSの蓄積、特にOATsを介した腎細胞内への取り込みは、ROS産生を亢進することで腎線維化を惹起し、CKDの病態進展及び合併症発現に関与することが示唆された。本研究では、アルブミン結合型内因性リガンドである尿毒症物質及び脂肪酸による腎障害進展機序の解明を目的とした。究極の目的は本障害進展機序に基づいた治療戦略の開発である。H26年度は尿毒症物資p-cresyl sulfate (PCS)による血管障害の分子機序に加え、脂肪酸による炎症を介した腎障害発症の可能性について以下の知見を得た。1.ヒト血管内皮細胞及び平滑筋細胞を用いたin vitroの検討から、PCSは細胞内のNADPH oxidaseの活性化を介して活性酸素種(ROS)産生を亢進することを確認した。過剰産生したROSは、MCP-1誘導を介して炎症を惹起するとともに、アルカリフォスファターゼ、オステオポンチン、コアバインディングファクター1の誘導により血管障害を惹起した。本結果はPCS負荷CKDラットの弓状動脈においても同様に確認され、PCSによる血管障害作用がin vivoにおいても再現できた。2.ヒト尿細管細胞を用いた検討から、アルブミン尿に含まれるアルブミン結合型脂肪酸の一つであるパルミチン酸が自然炎症関わることを見出した。加えて、過酸化水素誘発の酸化ストレス下においては、パルミチン酸からオレイン酸への代謝を担うElovl6の発現が低下することを見出した。以上のように、アルブミン結合型内因性リガンドである尿毒症物質及び脂肪酸による細胞障害の分子機序についての一端を明らかにしてきた。究極の目的は本腎障害機序に基づいた治療戦略の探索である。H27年度は尿毒症物質パラクレジル硫酸(PCS)による腎及び血管障害作用の総括と、不飽和長鎖脂肪酸による炎症を介した腎毒性について総括した。1.HK-2細胞、HUVEC、HASMC細胞を用いた検討から、PCSがNADPH oxidaseを活性化することで過剰のROS産生を惹起することが確認できた。CKDラットでも同様の結果が得られた。すなわち、PCSによる腎及び血管障害毒性に対する治療標的としてNADPHoxidaseと過剰のROSを同定した。2.HK-2細胞を用いた検討により、過酸化水素誘発の酸化ストレスが、長鎖脂肪酸代謝酵素を制御することで細胞内不飽和脂肪酸濃度を上昇させ、上昇した不飽和脂肪酸が細胞障害を誘発するという知見を見出した。また本結果は、シスプラチン誘発急性腎障害においても同様に確認できたことから、in vivoでも生じる結果であることを確認した。3.今後、腎における脂肪毒性についての詳細を検討するため、GC-MSを用いて脂肪酸濃度(C8C24)の測定系を確立した。その際、C19を内部標準物質として定量可能なことを確認した。概ね当初の予定通りに進んでいる。特に、脂肪酸による炎症を介した尿細管障害作用が、尿細管細胞外からのみならず細胞内からも惹起されるという知見を見出すことに成功し、次年度への検討課題に順調に取り組めることを確認した。

医療薬学前年度の成果に基づき、特にアルブミン尿に含まれる長鎖脂肪酸により誘発される炎症の機序を解明するとともに、腎組織の酸化ストレスに伴う組織内脂肪酸組成変動の解析と変動要因について検討する。また、脂肪酸組成が腎組織に及ぼす影響について検討を加える。上述の通り、HK-2細胞に加え、CKDラットを用いた系において、PCSが尿細管障害を誘発することを明らかにしたため概ね順調に進展していると評価した。CKD患者血清由来アルブミンー尿毒症物質複合体を用いた検討が出来なかったので、次年度引き続き検討する。CKD患者血清中アルブミン-尿毒症物質-脂肪酸濃度の測定をスピードアップする。GS-MSを用いて血清中脂肪酸含量の定量方法を確立できたため、今後は検体を増やして、プロファイリングの作成を行う。なお、尿毒症物質濃度も引き続き測定する。患者血清中プロファイルと尿細管障害との連関について検証する。
酵母と細菌でパンを作る-伝統的な発酵食品中の微生物の働き-

パンをつくる微生物といえば市販のパン酵母をパン種に使い、野菜・果物種(スターター)を使うことが稀少となっている。しかし、現在でも、世界各地のパン製品中には酵母をはじめ、多種類の微生物の形態が観察され、製品中の小麦粉たんぱく質の低アレルゲン化が確認されている。本研究の目的は伝統発酵食品由来の微生物(Bacillus属)と酵母との混合培養による低アレルゲン化パンを製造すること。つまり分離している多種類の微生物を利用して小麦粉患者のオーダーメイドのパン作りを目指した。研究実績は以下の通りである。(1)小麦粉発酵食品より分離したBacillus属を用いてパン(饅頭)を作り、酵母単独の場合と比較したところ、膨化、味において遜色の無いものであった。(2)そのパン(饅頭)中のたんぱく質を抽出し、アレルゲンたんぱく質の分解能をアレルギー患者血清と反応させ、RAST抑制率を測定した結果、Bacillus属を用いた饅頭は、酵母使用のものに比べ、1/201/30位の低アレルゲン化を示した。(3)Bacillus属の産生する酵素をもちいてパンを作製した結果、Bacillus属3種類を酵母と併用することにより、小麦患者との抗原抗体反応では、バンドが消失した。(4)伝統食品から分離したこれらの微生物は、分解特異性をもつ酵素を産生し、小麦粉アレルゲンの一つであるグリアジンや乳アレルゲンであるα_s-カゼインの分解能を示した。つまり分離している多種類の微生物を利用して小麦粉患者のオーダーメイドのパン作りを目指すことである。また、応用に用いる微生物の基礎的な興味深い特徴を明らかにすることである。具体的にはユニークな酵素を産生する微生物Bacillus属の16S rRNAを用いて系統樹の樹立とバクテリアゲノムの水平伝播の解析を行うことである。今年度の研究実績は以下の通りである。(1)小麦粉発酵食品より分離したBacillus属を用いて饅頭を作り、酵母単独の場合と比較したところ、膨化、味において遜色の無いものであった。(2)その饅頭のたんぱく質を抽出し、アレルゲンたんぱく質の分解能をアレルギー患者血清と反応させ、RAST抑制率を測定した結果、細菌を用いた饅頭は、酵母使用のものに比べ、1/201/30位の低アレルゲン化を示した。(3)低アレルゲン化に用いられているコラーゲナーゼを産生し、分解特異性をもつ微生物を分離している。この微生物が産生する酵素を用いたモデル実験で、小麦粉アレルゲンの一つであるグリアジン、乳アレルゲンであるα_s-カゼインの分解能を示した。本研究の目的は伝統発酵食品由来のコラゲナーゼ様酵素を産生する微生物(Bacillus属)と酵母との混合培養による低アレルゲン化パン製造すること。つまり伝統発酵食品から分離している多種類の微生物を利用して小麦粉患者のオーダーメイドのパンつくりを目指すことである。また、ユニークな酵素の特徴を明らかにするとともに微生物Bacillus属の16SrRNAを用いて系統樹の樹立を行うことである。(1)微生物Bacillus属の16S rRNAのシークエンスは終了し、98-99%のホモロジーをもっており、現在、系統樹の作業中である。

(2)伝統的な小麦粉発酵食品から分離した微生物Bacillus属酵素をもちいてパンを作製した。Bacillus属3種類を酵母と併用することにより、小麦患者との抗原抗体反応では、バンドが消失していた。(3)国内産小麦粉を用いたパン中の塩可溶性画分タンパク質は、小麦患者血清との抗原抗体反応は、従来の外国産小麦粉を用いた場合より、バンドが消失していた。(4)伝統的な小麦粉発酵食品から分離した微生物Bacillus属酵素は、活性が強いため疎水性部分の分解がおこり、新たな抗原抗体反応部分(特に塩不溶性画分)も出てきたところもあり、さらに検討を深める必要がある。(5)2年間の成果は論文作成中である。
現代日本における社会的地位の測定

本研究の目的は、個人の行動や意識を規定する要因として重要な変数である職業の社会的地位について、その測定法を再探究することにある。最終年度である平成14年度は、平成13年度に実施した調査データを分析し、結果をまとめて報告書を作成した。平成13年度の調査では、20歳以上69歳以下の東京都に居住する男女を対象にして、275の職業項目について、その社会的位置付けを評価してもらった。評価対象である職業項目は、産業、企業規模、職種の組み合わせからなるFactorial Designを用いて選択され、地位評価において産業、企業規模、職種それぞれの効果が把握できるように設計されている。まず、これらの職業項目に対する調査対象者の評価は、個人の性別、年齢、学歴などによって大きな差が見られず、職業の威信評価に関する総意が確認された。そして職業項目の地位は、その産業、企業規模、そして職種のカテゴリーによって差異が見られること、さらに、産業と職種の交互作用が有意な効果を示すことがわかった。すなわち、職業の社会的地位の構造は、職種という一次元だけにもとづくものではなく、多元的な構造を有するものであることが明らかになった。この分析結果にもとづいて、産業、企業規模、そして職種のそれぞれに計量化した比重を求め、考慮した多元的威信スコアを作成し、職種のみにもとづくの従来の職業威信スコアとの比較を試みた。その結果、特に男性にとって、多元的威信スコアは従来の威信スコアより個人の学歴との関連が強いことなど、社会的地位の指標としての妥当性を裏付ける結果があらわれた。今後さらに、従来の威信スコアとの比較分析を行い、職業の地位構造に関する追究と測定の検討を進めていく。本研究の目的は、個人の行動や意識を規定する要因として重要な変数である社会的地位の測定法を再探究することにある。本年度は、従来の測定方法の再検討を行い、それによって提示された改良すべき点に基づいて調査設計を考案し、来年度の本調査に向けての予備調査を施行した。従来の研究においては、社会的地位の指標として、個人が従事する職業(職種)に与えられた職業威信スコアが用いられてきた。しかし現代の日本社会においては、人々が社会的地位を評価する際、企業規模と産業によって同じ職種でも地位の評価が異なることが想定され、職種以外のそれらの変数が人々の評価に与える影響を測量する調査計画をたてた。職種、企業規模、産業の3変数の組み合わせからなるFaclorial Designによって合計100の職業項目を選択し、それらに関しての社会的地位を評価してもらう。予備調査は、東京都23区内に居住する200人の男女を対象に、2001年2月に実施された。予備調査では母集団に関する一般化を目的としていないため、標本は性別と年齢を考慮した割り当てサンプル法で抽出した。調査は面接形式を用い、一人当たり50の職業項目を評価してもらった。それぞれの職業項目は名刺大のカードに印刷され、回答者は合計50枚のカードを渡される。回答者の前には9段階に分けられた長い厚紙が置かれ、その一番上の四角を社会的地位がもっとも高いもの、一番下がもっとも低いものと想定してもらい、それぞれのカードに書かれた職業項目の社会的地位の評価に該当する四角の上に置いていってもらった。この調査方法は、アメリカで1960年代から用いられており、職業威信の測定方法としては主流となっている方法である。現在分析中の予備調査の結果から、測定方法自体の妥当性を検討し、職業評価における企業規模と産業の比重を計量化し、来年度の本調査の設計にのぞむ。

昨年度は、従来の測定方法の再検討を行い、それによって提示された改良すべき点に基づいて調査設計を考案し、予備調査を施行した。本年度は、昨年度予備調査の分析結果に基づいて、本調査を実施した。前年度施行した予備調査データの分析結果からは、まず、調査設計の妥当性が確認された。これまで日本における研究では用いられなかったカード形式の調査であったが、調査対象者が職業に与えた評価は、既存研究から予測される範囲内の誤差を含んでいることがわかった。さらに、職種、企業規模、産業の3変数の組み合わせからなる職業名の評価に関しては、職種による地位評価に加えて、産業と企業規模の交互作用効果が示された。2001年12月から2002年1月にかけて実施した今回の調査は、東京都23区内に居住する2500人の男女を選挙人名簿に基づいて無作為に抽出し、個別面接法で行われた。基本的には予備調査の設計に則り、対象者一人当たり50の職業項目を評価してもらった。それぞれの職業項目は名刺大のカードに印刷され、回答者は合計50枚のカードを渡される。回答者の前には9段階に分けられた長い厚紙が置かれ、その一番上の四角を社会的地位がもっとも高いもの、一番下がもっとも低いものと想定してもらい、それぞれのカードに書かれた職業項目の社会的地位の評価に該当する四角の上に置いていってもらった。職業評価の他に、対象者個人の基本属性と、これまで就いたことのある職業に関しての情報も収集するような調査票設計になっている。現在は、収集されたデータの入力、コーディング、エラー・チェック作業を遂行中。国勢調査職業分類に基づいたコーディング作業は、まずプログラムを用いてコーディングを行い、さらに研究者と院生がチェックするという近年開発された自動コーディング方式をとり、効率化を測っている。データが整った時点で、分析に移り、職業評価における企業規模と産業の比重の計量化、そして職業評価に与える規定要因の探求にのぞむ。本研究の目的は、個人の行動や意識を規定する要因として重要な変数である職業の社会的地位について、その測定法を再探究することにある。最終年度である平成14年度は、平成13年度に実施した調査データを分析し、結果をまとめて報告書を作成した。平成13年度の調査では、20歳以上69歳以下の東京都に居住する男女を対象にして、275の職業項目について、その社会的位置付けを評価してらった。評価対象である職業項目は、産業、企業規模、職種の組み合わせからなるFactorial Designを用いて選択され、地位評価において産業、企業規模、職種それぞれの効果が把握できるように設計されている。まず、これらの職業項目に対する調査対象者の評価は、個人の性別、年齢、学歴などによって大きな差が見られず、職業の威信評価に関する総意が確認された。そして職業項目の地位は、その産業、企業規模、そして職種のカテゴリーによって差異が見られること、さらに、産業と職種の交互作用が有意な効果を示すことがわかった。すなわち、職業の社会的地位の構造は、職種という一次元だけにもとづくものではなく、多元的な構造を有するものであることが明らかになった。この分析結果にもとづいて、産業、企業規模、そして職種のそれぞれに計量化した比重を求め、考慮した多元的威信スコアを作成し、職種のみにもとづくの従来の職業威信スコアとの比較を試みた。
ソ連邦崩壊後のパミール高原地域の社会変容と持続的自然資源利用

本研究では,パミール高原の中核地域であるタジキスタン共和国東部とキルギス共和国南部を主たる対象地域として,1991年の経済自由化がもたらした貧困が招く自然資源(大型草食動物と灌木)の利用(消費)の実態,土地利用(特に放牧地利用)変化,貧困が招いたオオカミ増加が家畜に対して与える影響,ツーリズムの現状,などを明らかにし,その上で持続的な自然資源の利用(保全)につながるジオエコツーリズムの導入について考察した。(1)本研究は,1991年のソ連邦崩壊後に,キルギス共和国とタジキスタン共和国が独立したことによって,これら両国の山岳地域(パミール高原地域)で,どのような社会変容が生じているのかを明らかにし,その結果として,どのように自然環境資源が消費・搾取・枯渇しているのかを明らかにし,そのうえで持続的自然環境資源の利用を推進させるために,どのような方策が考えられるのかを明らかにすることを目的としている。(2)具体的には,自然環境資源の持続敵利用と保全を進めるために,ジオエコツーリズムの導入を考える。タジキスタン・カラクル湖周辺およびキルギス・レーニン峰北面地域を中心にした,文献調査,室内調査,野外調査をすすめた。具体的な調査内容は以下の通りである。タジキスタン,カラクル湖周辺において,購入したALOS・CORONA衛星画像の解析・DEM作成,ならびに地形学図の作成を行った。これらを現地調査(7月から9月に実施)によリグランドトゥルースして,図の精度を高めた。現地では,カラクル湖の発達史と氷河の消長との関係を明らかにした!この成果についての投稿論文執筆作業に入った(近いうちに投稿予定)。また,この成果を使って,氷河観光開発のためのマッピング作業に着手した。キルギス共和国側では,文献調査・統計資料調査を中心に自然保護制度についての整理を行った。8月および10月11月に,統計資料の収集,ソ連邦崩壊後の産業構造変化の聞き取り調査(特に農業と牧畜業),観光・野生動物・生活などに関するアンケート調査(550部配布, 351部回収)を行った。また,観光に関しても聞き取り調査を行い,観光ルート地図の作成を行った。牧畜に関しては,ソ連邦時代から現在に至るまでの土地利用変化を図化した(予察調査:来年度完成予定)。野生動物調査については, 10月11月の調査に加えて3月にも現地調査を行い,来年度に実施予定の発信器を用いた動物行動調査の下調べを行った。一方,購入したPANDA2(簡易動的観入試験装置)を使っての土地荒廃調査については,調査が実施できた10月時点で地表面凍結が始まっており,良いデータがとれなかったため,来年度の課題として残った。タジキスタン・カラクル湖周辺およびキルギス・レーニン峰北面地域(アライ谷)を中心に,室内調査と野外調査をすすめた。タジキスタン,カラクル湖周辺において,前年度に作成した地形学図を現地調査によって改訂して完成させた。カラクル湖の湖面変動史と氷河の消長との関係についての結果を国際誌に投稿した。ムルガブにおいて,ツーリズムと野生動物保全についての聞き取り調査を行い,カラクル湖周辺でのエコツーリズム開発の可能性と野生動物の違法狩猟の実態を明らかにした。ムルガブ村に設置してあった気象観測ステーションから気象データを回収した。キルギス共和国側では,前年度に引き続き,エコツーリズム,農業,野生動物保全などに関する2度目のアンケート調査(550部配布)と聞き取り調査を行った。これまでに入手できていなかった東部地域の統計データを入手した。エコツーリズムの現状理解とその改善を目的として,2つの谷でエコツアーの直接観察を行った。前年度に作成途上であった,ソ連邦崩壊前後の夏・冬の放牧地のマッピングを進めた。カラカバク村に設置してあった気象観測ステーションから気象データを回収した。地域の経済の持続性に関して修士論文研究を行い,農業の持続性を高めるためのローカル流通網の構築を提言した。また,タジキスタンでマルコポーロシープの行動範囲を通年で補足するためにGPS首輪を設置するための試験的段階として,キルギス,サリチャト・エルタシ自然保護区において,メスの個体にGPS首輸をつけ,衛星回線を通して信州大でモニタリングを行っている。前年度に引き続き,タジキスタン・カラクル湖周辺およびキルギス・レーニン峰北面地域を中心に,室内分析と野外調査を進め,さらにタジキスタン南部ワハン回廊およびキルギスタン東部サリチャト・エルタシ保護区で野外調査を行った。カラクル湖周辺では特に家畜の移牧に関する野外世調査を行い,村ではオオカミと家畜の関係に関するアンケート調査を実施した。オオカミによる被害がキルギス側同様に深刻であることがわかった。キルギス側では,ツーリズムによってもたらされる収入の地元への貢献度についての聞き取り調査および家畜移牧による土地荒廃についての調査,エコツーリズム資源としての地名調査などを行った。また,ワハン回廊では,農業と観光インフラについての調査を行い,経済への観光の影響が急速に顕在化し始めたことを明らかにした。

さらにサリチャト・エルタシ保護区では,マルコポーロシープの行動圏についての予察調査および保護区管理官から聞き取り調査を行い,今後の調査展開の基礎とした。地元への研究成果の還元となるジオエコツーリズムマップについては,プロトタイプ版を作成した。今後は改善を行ったうえで出版を予定しており,さらにガイドブックの作成も予定している。成果の一部を3編の投稿論文として公表し,さらに国連大学・地球環境ファシリティ(GEF)の開発プロジェクト支援(アウトリーチ)として,同プロジェクトのニュースレターで印刷した(英語およびロシア語)。また,成果の一部を修士論文および博士論文(各1編)として北海道大学に提出した。
フランス語の語彙構造と語義分析ー辞書に現われない基本語の意味記述

本研究の目的は二つに大別して構想された。即ち第1に、フランス語の基礎語彙について、語を辞書に見られるような一つ一つ切り離した記述ではなく、語と語との有機的関連に特に留意して語彙の真の構造を抽出すること、第2に、実際のフランス語学習の場で、どのようにして、辞書で断片化された語彙の構造を再び総合化し、語彙の体系的把握を可能にするかという具体的方法を検討することであった。第1の目的は、報告書収載の論文7編のうち、とくに語義分析、語彙構造についての諸論文によって達成されたと考えうる。第2の目的は、別添の冊子『フランス語の基礎語彙ー総合的語彙学習法への試みー』によって達成されたと考えうる。この冊子は、フランス語学習者に対して、語彙を断片的にではなく、必ず具体的なコンテクストのなかで理解・習得させ、フランス語の運用能力を養成せしめるために編集された基本語彙である。語数は、いわゆる「基本単語」にこだわらず、現代の言語状況のなかから自由に選択し、それらの語が、フランス語を用いてなにかを表現し、なにかをコミュニケートする際の基本的場面のなかで活性化されるように工夫した本邦最初の試みである。今後の研究の展開は、フランス語の基礎語彙について、その基本的な意味素性の記述と他の関係する語との構造的記述の方法をさらに追及し、またその研究を通じて、現在まで甚だしく科学性に欠けているわが国の外国語教育法の改善に貢献することである。本研究はフランス語の語彙のなかから限定された数の語彙項目(いわゆる基礎語彙に属する語彙項目)をえらび、それらの語義分析を通して、語彙記述のための意味モデルと、語彙の構造的記述の可能性を探ろうとするものである。61年度は本研究計画の初年度であり、主として本研究の目標達成のための理論的・技術的問題の検討を行なった。理論的問題のひとつは、ある言語の基礎語彙とは何かという点である。フランス語については、国立科学研究院の作成した頻度辞書(Dictionnaire des fre ́quences)等の、コンピュータを用いて単語の出現頻度を調査した資料がある。これらの資料は基礎語彙の画定の参考資料とはなっても、頻度イコール基礎語彙という単純な等式は成りたたない。これとは別に、本研究は大学の教養課程での外国語教育における語彙の教育方法を探るという実際的側面をもっている。教育的観点からの基礎語彙は、単純な出現頻度とはおのずと異なり、ちがった観点からの配慮が必要である。一方、語彙の意味記述については、語彙項目自体の意味モデルと、句や文の連辞における結合関係のモデルの両方が必要であり、最終的には語彙項目のひとつひとつに書きこまれる情報として、このふたつが総合されたかたちで存在することが望ましいということが確認された。これは課彙レベルの統辞論、統辞レベルの語彙論という観点を導入して分析を行うことが必要であるということを意味する。今後の問題は、このような語彙の構造的記述のために最適のモデルはどのようなものであるかを探ることにある。語彙の基本的な構造を明らかにするには品詞ごとに異なった意味モデルが必要である.なかでも名詞と動詞は基本となる品詞で最も重要といえる.このなかでも動詞の記述には最も問題が多い.ひとつは動詞の内部アスペクトの問題で,たとえばdormirs′endormir,portermettreなどのように,継続相と起動相の対立を示すものがある.また同義語の関係にあるといわれているものでも^*Une fete est arrivee.Une fete a eu lieu.などのように〔±意図性〕で対立するものがある.その結果これらの動詞は主語としてとりうる名詞に選択制限を示すことになるが,これらは当然,それぞれの動詞の意味モデルに記入されるべき内容である.語彙は複雑な構造をなしており,アルファベット順の辞書や,意味分野別にまとめられた学習用の単語表などでは,とてもその構造を反映できない.この意味でもフランス語教育の場で使える語彙の教育方法の開発が今後必要となる.本研究の目標は二つあった。

第1の目標は、フランス語の基礎語彙について、語を辞書に見られるような一つ一つ切り離した記述ではなく、語と語との有機的関連に特に留意して語彙の真の構造を抽出することであり、第2の目標は、実際のフランス語学習の場で、どのようにして、辞書で断片化された語彙の構造を再び総合化し、語彙の体系的把握を可能にするかという具体的方法を検討することであった。最終年度なので、研究代表者・分担者全員は各自昭和6163年度に研究・教育の現場でえた知見によって報告論文を執筆する一方、語彙体系の把握を可能ならしめる具体的方法としてフランス語の基礎語彙を作成する共同作業を推進した。即ち1.既存の主要「単語集」数巻を検討してわれわれの計画が画期的なものであることを確認し、2.全体の構成を決走して各人が分担して第1原稿を執筆し、3.その原稿を数度にわたり検討・推稿して第2原稿を作り、4.その第2原稿をパソコンに入れて語の不足・重複等を検討し、5.うちだした第3原稿を教養部所属のフランス人外国人教師3名のうち1名に校閲させ、6.その他第4原稿を日本人研究者全員とフランス人教師全員で徹底的に検討して最終稿を作成し、7.各課の単語リストの単語を主な対象として索引を作り、別添の『フランス語の基礎語彙一総合的語彙学習法への試み一』を完成した。所状の語はいわゆる基本単語に限らず、現代言語状況の中から自由に選択し、例文には自然で実用的な文を用いて語の置きかえや文の展開演習を可能にし、特に前置詞等の機能語を明快に整理し、注意すべき事項は「かこみ」とし、やや高度な注意事項は付録とした。初級のみならず中級学習者の使用にも好適であり、京都大学教養部におけるフランス語教育の活性化に、また広くわが国のフランス語教育の発展に、貢献しうるものと信ずる。
SCIDマウスを用いたヒト型モノクローナル抗体作製法の開発及びその臨床応用の研究

1.SCID-huマウスにおける、ヒト型抗体の作製SCIDマウスにヒト末梢血リンパ球を移植したSCID-huマウスを用いて、ヒト型モノクローナル抗体の作製を試みた。今回の研究目的を子宮体癌に対する特異的なヒト型抗体の作製としたため、当初は体癌由来培養細胞株を抗原として、SCID-huマウスに免疫した。抗原の投与経路、投与スケジュール、細胞融合のタイミング、方法などについて検討を重ね、SCID-huマウスの系におけるヒト型モノクローナル抗体の作製に成功した。当研究室にて樹立したヒト子宮体癌由来培養細胞株SNG-S及びその細胞膜分画lysateを免疫原とし、SCID-huマウスに免疫しマウス脾細胞とヒト、マウスヘテロミエローマ細胞とをPEGを用いて細胞融合した。その結果、高い効率でヒト型抗体を産生するハイブリドーマを樹立した。そのうち体癌細胞に反応する抗体産生株をスクリーニングし、最終的に4種のモノクローナル抗体を得たが、いずれも免疫組織化学的検索の結果、非特異的なものであった。ここまでの検討の結果、ハイブリドーマの融合効率については再現性を持った良い成績が得られるようになったが、最終的に得られた抗体は特異性に乏しく、その対策として免疫原により純粋な物質を用いることとした。過去当研究室で樹立したマウス型抗子宮体癌モノクローナル抗体MSN-1は体癌と高率に反応することが確認されており、その認識抗体は主にLewis^b型糖鎖である。そこで、Lewis^b型糖鎖を糖脂質の形にして免疫原とし、MSN-1をコントロールにアッセイを行い抗Lewis^b型糖鎖抗体を作製することとした。そこで今回、免疫原が変わったため免疫のスケジュールを改めて検討する必要があり、現在検討中である。
超長寿マウス作製の試み

FoxO3aはフォークヘッドボックスOファミリーの転写因子の一つであり、細胞増殖の調節、ストレス耐性やアポトーシスに関わる遺伝子の発現を制御している。また線虫DAF-16のホモログであり、線虫では寿命の制御にも関わる。マウスでFoxO3aが寿命の制御を行う可能性を検証するために、活性化型FoxO3aを発現するマウスを作製した。このマウスではFoxO3aの発現が確認され、細胞レベルではFoxO3aの下流因子のシグナル変動が見られた。組織の発生や機能には異常は認められず、この活性化型FoxO3aが長寿命化能を持つ可能性が示された。FoxO3aはForkhead転写因子のひとつで、線虫C.elegansの寿命を調節するDAF-16遺伝子の哺乳動物ホモログとして知られている。以前の我々の研究から、哺乳動物細胞でのFoxO3aの機能はFoxO3aのセリン314のリン酸化によって調節されており、人為的にこのセリン残基をアラニンに置換したS314A変異体がFoxO3aの活性化型として機能することを明らかにしている。本研究では、S314A変異型FoxO3aをマウス個体で発現させることで、発現したマウス個体及び組織での個体・細胞寿命を解析し、マウスへの人為的な長寿化の効果を調べることを目的としている。S314A変異型FoxO3aのマウス個体での発現には、マウスES細胞での相同組換えによるROSA26遺伝子座へのFoxO3a-S313A遺伝子ノックインを行い、マウス生体内でCreリコンビナーゼによるneo遺伝子断片の除去でFoxO3a-S314A遺伝子の活性化を誘導することとした。平成26年度の研究ではこの目的のためのターゲティングベクターを構築し、ES細胞への導入、相同組換え体の単離、さらにキメラマウスの作製と交配により、目的遺伝子を持つマウス系統の作製に成功した。本研究では活性化型FoxO3aを表皮で過剰発現するマウスを作製した。FoxO3aは線虫C.elegansの寿命調節因子であるDAF-16の哺乳動物ホモログであり、Forkhead転写因子として細胞におけるストレス応答や細胞周期制御などに関与している。我々が用いた活性化型FoxO3a-S314AはSGK1によるリン酸化を回避することで細胞核内に局在化し、下流因子の転写を活性化する。本年度は前年度に作製したFoxO3aマウスとK14-CreERTトランスジェニックマウスを交配し、表皮特異的かつ4-OHT誘導的にFoxO3a-S314Aを発現するマウスを作製した。表皮におけるFoxO3aの発現を免疫組織染色により観察したところ、FoxO3a-S314A遺伝子を持つマウスでのみ核内のFoxO3a発現上昇がみられた。また、それに伴う細胞増殖抑制についてKi67をマーカーとして免疫組織化学的手法により観察したところ、FoxO3a-S314A発現マウスでの表皮基底層におけるKi67発現の低下が見られた。FoxO3a-S314AとK14-CreERTを持つマウスから初代培養ケラチノサイトを作製し、in vitroでの4-OHTによるFoxO3a発現誘導も行った。FoxO3aの発現とともにこれらの細胞ではFoxO3a下流因子であるRictor、p27Kip1の発現上昇とAktおよびSGK1の活性上昇が認められた。以上の結果から、本研究では目的とする活性化型FoxO3a発現マウスの作製に成功した。マウス表皮での発現結果から、表皮基底層の増殖低下が予想されるものの、通常の飼育環境下においては異常が認められない。FoxO3a-S314A変異体が個体の発生には重篤な影響を及ぼさない可能性が示されたので、個体レベルで過剰発現マウスを作製することで寿命に対する効果を検証できる可能性が得られた。当該年度の実験計画にあるROSA26-FoxO3aノックインマウス系統の樹立を予定通りに完了することができた。細胞生物学表皮でのFoxO3a-S314A発現マウスとして、ROSA26-FoxO3aノックインマウスとK14-CreERTマウスを交配する。その子孫マウスにCreERT活性化のための4-ヒドロキシタモキシフェンを投与することで、表皮特異的なFoxO3a-S314Aの発現誘導を行う。表皮でのFoxO3a-S314A発現の効果をFoxO3aターゲット遺伝子の発現を調べることで確認する。また表皮組織のサンプリングを定期的に行って経時的な組織の変化をコントロールマウスと比較することにより解析し、細胞や組織の老化についての外見的な変化をまとめる。

細胞レベルの解析については、TetOn 3Gシステムを用いたFoxO3a-S314Aの発現誘導系皮膚線維芽細胞株の作製を行う。この細胞株の解析については計画の内容に沿って進める。全身性FoxO3a-S314Aの発現マウスについては、生殖系列でCreによるFoxO3a-S314Aの活性化により作製することとする。この目的のために、精原細胞でCreを発現するStra8-CreマウスとROSA26-FoxO3aノックインマウスを交配し、その子孫について初期発生から生体への成長過程と個体寿命についての観察を進める足掛かりとする。当初目標に到達した研究の進行状況であるが、コストを見込んだマウスの交配と解析の作業開始時期が若干ずれ込んだため、その分の予算が繰り越しとなった。実験計画を前年度から引き継ぎ、当初予定通りの研究を行い予算を執行する。マウスの交配に関わる費用、マウスに投与する薬剤など、保留の作業を前年度残額を用いて行い、本年度の研究と予算執行についても予定通りに行う。
量子ドット微小共振器結合系での基盤的問題に対する理論的研究

半導体微小共振器中に量子ドットが埋め込まれた系を対象とし,量子ドット内部に形成された電荷励起からの自然放出スペクトルを理論的に考察した.sその結果,1)Q値が大きい弱結合状態があり得る,2)弱結合であってもスペクトルがダブレット構造を持つ場合がある,3)弱結合と強結合の間に両者がなめらかに移り代わるクロスオーバー領域がある,4)量子干渉現象の1つであるFano効果が発現する,5)時間領域で有意な情報を与える物理量を導入し,それを用いることで周波数領域と時間領域との相補的な議論が可能になる,の5項目を明らかにした.半導体微小共振器中に量子ドットが埋め込まれた系を対象とし,量子ドット内部に形成された電荷励起からの自然放出スペクトルを理論的に考察した.sその結果,1)Q値が大きい弱結合状態があり得る,2)弱結合であってもスペクトルがダブレット構造を持つ場合がある,3)弱結合と強結合の間に両者がなめらかに移り代わるクロスオーバー領域がある,4)量子干渉現象の1つであるFano効果が発現する,5)時間領域で有意な情報を与える物理量を導入し,それを用いることで周波数領域と時間領域との相補的な議論が可能になる,の5項目を明らかにした.半導体微小共振器に量子ドットを埋め込んだ系は,量子情報演算素子としての観点から注目を集め,共振器の性能を表すQ値を大きくすることによって,強結合状態を実現し,そこにビット情報を持たせようとする試みが盛んである.しかしながらQ値を大きくすることと強結合状態を得ることは必ずしも同値ではなく,実際の系では不可避である散逸の効果を考慮すると,Q値の大きい弱結合状態が可能になることが理論的にわかった.その領域での自然放出スペクトルを解析的に計算することによって,スペクトル線幅に対する共振器のQ値依存性を求め,Q値が小さい場合に正当化されるパーセル効果との接続を得た.また,同じくQ値が大きい弱結合状態で,弱結合であるにもかかわらず,スペクトルが強結合の特徴であるタブレット構造を示す場合があることを示し,その起源が,量子干渉効果にあることが明らかになった.この干渉によって,量子ドットからの自然放出が抑制され,いわゆる量子制御の一例になっている.これらの解析は,量子ドットを2準位系に近似し,微小共振器中の共振モードを1つに仮定して,両者が双極子相互作用によって結合しているという模型に依るものである.散逸の効果を取り込むには.マスター方程式に拡張する必要があるが,本模型においてはその効果を取り込んだ場合にも解析的な解を得ることが可能になる.一方,具体的な共振器系を想定し,数値シミュレーションをおこなうことによって,模型に含まれるパラメータを決定し,それに基づいた解析も行った.系としては微小球が2つ連結したものを共振器と考え,この中の電場分布を計算する.球内壁で全反射を繰り返すことにより,ある部分に特異的に強く電場振幅が集中することがわかった.この場所に2準位系が置かれた場合の共振器電磁気学パラメータを数値データに基づくフィッティングで求め,模型に依る計算結果に代入し,2連球共振器の性能を議論した.これらの方法は,共振器デザインを行う際にも重要になると考えられる.半導体微小共振器に量子ドットを埋め込んだ系は,量子情報演算素子としての観点から注目を集め,共振器の性能を表すQ値を大きぐすることによって,強結合状態を実現し,そこにビット情報を持たせようとする試みが盛んである.しかしながらQ値を大きくすることと強結合状態を得ることは必ずしも同値ではなく,実際の系では不可避である散逸の効果を考慮すると,Q値の大きい弱結合状態が可能になることを前年度明らかにした.それに引き続き,本年度はQ値が大きい弱結合領域と,以前から知られている強結合領域の境界にクロスオーバー領域が存在することを明らかにした.それに伴って,弱結合からクロスオーバー領域を経て強結合領域に入っていく際に,スペクトルに現れるディップの起源が,量子干渉,量子干渉とラビ分裂の相乗効果,ラビ分裂と変遷していくことが明らかになった.また,量子ドットと共振器モードの間にエネルギーのズレがある場合についても議論した.その結果,量子干渉効果がエネルギーのズレに対して頑強であることを示し,共鳴状態を実現することに労力を要する実際の実験に於いても,その必要がなく,実験的に検証可能であることを示した.半導体微小共振器に量子ドットを埋め込んだ系は,量子情報演算素子としての観点から注目を集め,共振器の性能を表すQ値を大きくすることによって,強結合状態を実現し,そこにビット情報を持たせようとする試みが盛んである.しかしながらQ値を大きくすることと強結合状態を得ることは必ずしも同値ではなく,実際の系では不可避である散逸の効果を考慮すると, Q値の大きい弱結合状態が可能になることを初年度明らかにした.それに引き続いて昨年度見出された,量子干渉現象が発現するクロスオーバー領域の範囲を特定すべく,本年度は,フォトンと電子励起の結合係数で規格化した, 2準位系の寿命と共振器の緩和係数をそれぞれ,横軸,縦軸にした相図を作成した.作成にあたっては,理解を容易にするよう,各パラメータに応じて,周波数領域でのスペクトル形状と,時間領域での波形形状を対比させ,両者の情報を相補的に理解できるようにした.これにより,周波数領域だけでは区別がつきにくい2つの状態も,時間領域では容易な区別が可能になることを示した.

例えば,周波数領域ではローレンツ型関数でよくフィッティングできる場合であっても,時間領域で観測すれば,波形形状に明瞭な違いが見られる場合がある.これは2つの経路の干渉がある場合に,一方の振幅が小さく,量的にみれば周波数領域では無現できる程度であっても,干渉が起こるか否かという定性的な差としてみれば,決して無視できないことを意味している.
近接場光磁気効果によるスピン制御

高屈折率プリズムを用いた典型的な光近接場励起配置において光の横スピンを発生し,隣接した物質中のスピン偏極電子との相互作用を電流(スピン偏極電流)として検出することを試みた.初期試料として,バルクで巨大ラシュバ型スピン分裂効果が知られているBiTeBrを用い,その後表面平坦性の追求のためトポロジカル絶縁体薄膜,またCdSe単結晶と実験を進めたが,試料の機械的な特性やスピン偏極の程度,またスピン偏極物性の発現する温度/励起波長などの問題により,光の横スピンの検出には至らなかった.現代のスピントロニクスでは,スピン偏極した電子やスピン波を任意/高速に発生し,またその運動を制御する技術が重要となっている.光によるスピンの制御は最も期待される手法の一つであり,光磁気効果を中心に多くの研究が行われてきた.その特徴は,広範なエネルギー領域,非接触,高速,サブμmの空間分解能等である.さらに近年,本質的に光波に付随する「横スピン自由度」の検出とその応用が議論されている.光の横スピンは近接場や集光スポットの周囲,プラズモンポラリトン,光干渉波中などで顕在化するが,その物質中電子/スピン系への作用は未だほとんど明らかになっていない.本研究では,光の局所場で発生する軌道/スピン角運動量を固体電子系に作用することにより,物質中での新たな電子スピン励起法の開拓とその実空間観測を試みる.後者には各種時間分解分光を用いるが,例えばスピン流の3次元時空間発展の観測は前例がないと思われる.これらの実験により,新たな局所磁性制御法として「近接場の角運動量を用いた光磁気励起」の学理開拓を行う.平成28年度はまず(i)100 nmから数十μmの波長を有するスピン波の分散/非相反伝搬の検出のための低温ブリュアン散乱測定系の立ち上げとカイラル磁性体を用いた検証, (ii)トポロジカル絶縁体中スピン偏極光電流の結晶方位依存性の確認,(iii)油浸対物レンズを用いた磁気光学顕微鏡の立ち上げ,を行った.(i)低温ブリュアン散乱測定系の立ち上げ:光回折限界スケールでの逆ファラデー効果による光磁気励起は,スピン波とのモード整合も含め未知の実験領域である.特に(時間/空間)反転対称性の破れた結晶中で発生する電子/スピン/フォノン等の流れは一般に異方的であり,最近ではジャロシンスキー守谷相互作用等を介したスピン波方向二色性の検出も盛んになっている.スピン波空間伝搬の観測法として,これまでのパルスレーザー光源を用いた時間分解磁気光学イメージング法に並行し,冷凍機光学クライオスタットを用いたブリュアン散乱測定の立ち上げを行った.これにより実空間観測に比べ高精度でスピン波の分散情報を得ることができるようになった.カイラル磁性体のフェリ磁性相/磁場誘起強磁性相において明瞭な方向二色性を確認し,また波数は限定されるがスピン波分散の観測にも成功している.(ii)トポロジカル絶縁体中スピン偏極光電流の結晶方位依存性:ラシュバ型スピン分裂を示す半導体やトポロジカル絶縁体表面状態においては,円偏光ガルバニック効果によってスピン偏極光電流が発生することが知られている.本研究においても「近接場の角運動量を用いた光磁気励起」の検出法の一つとして光電流を用いることを検討している.この際,試料結晶表面の反転対称性の破れに起因して,円偏光ガルバニック効果に加え,同様に偏光に依存する「シフト電流」が発生することが明らかになってきた.トポロジカル絶縁体単結晶薄膜を用い,光電流の結晶方位依存性を検証した結果,シフト電流の寄与が支配的になりうることが確認された.(iii)磁気光学顕微鏡の立ち上げ:回折限界(数100 nm)の空間分解能での時間分解磁気光学イメージングを行うため,油浸対物レンズを用いたKerr効果顕微鏡の立ち上げと性能確認を行った.高屈折率プリズムを用いた典型的な光近接場励起配置において光の横スピンを発生し,隣接した物質中のスピン偏極電子との相互作用を電流(スピン偏極電流)として検出することを試みた.初期試料として,バルクで巨大ラシュバ型スピン分裂効果が知られているBiTeBrを用い,その後表面平坦性の追求のためトポロジカル絶縁体薄膜,またCdSe単結晶と実験を進めたが,試料の機械的な特性やスピン偏極の程度,またスピン偏極物性の発現する温度/励起波長などの問題により,光の横スピンの検出には至らなかった.Far-fieldの円偏光励起では,光ガルバニック効果や逆ファラデー効果によるスピン偏極電流/スピン波/磁気弾性波の発生が可能であり,物質のスピン軌道相互作用に応じてより大きな光-スピン変換応答が得られる.本研究ではこの円偏光を,光近接場や集光場,光干渉場中で発生する局所角運動量に置き換え,物質中でナノスケールでのスピン励起を試みる.平成28年度に準備した観測系を用い,主に2つの物質群(典型的なスピン波媒体とスピン流媒体)において光の局所(角)運動量を用いた励起を行い,その時空間発展を光散乱,時間分解顕微分光,電子輸送により追跡する.スピン波媒体としては鉄ガーネット薄膜を用いる.ベクトル波を含め様々な偏光状態のフェムト秒パルス光を高NA対物レンズで集光して照射し,光の横スピンによる逆ファラデー効果を用いてスピン波を発生させる.

集光スポット周辺を油浸レンズ磁気光学顕微鏡によって回折限界の分解能で観測することにより,物質のスピン系に転写された光のスピン角運動量を検出する.この方法では,マイクロ波分光では到達できない周波数領域のスピン波(強磁性共鳴/反強磁性共鳴/エレクトロマグノン等)の時空間発展が観測できると期待される.伝搬長が空間分解能に満たない場合は, cw光励起とブリュアン散乱法の組み合わせによりその分散を観測する.スピン流媒体としてはバルク巨大ラシュバ物質であるBiTeBrを用いる.高屈折率プリズムを用いた古典的な近接場配置,また各種偏光の光波を高倍率の対物レンズで集光した焦点,で発生した光の局所場の(角)運動量を用いてスピン分裂バンドを励起し,その電子/スピン状態を時間分解の電子輸送を用いて観測する.光物性H28年度に交付頂いた予算額において,研究計画に記載した備品(光弾性変調器)が購入できなかったため,研究計画を一部変更した.既存光学/装置/部品を用いた測定系の立ち上げに注力し,他の備品,消耗品の購入を次年度に繰り越すこととした.H28年度に購入予定であったピエゾ微動ステージと長焦点対物レンズの購入を本年度に繰り越している.また消耗品として経年劣化の見られるミラー、レンズ等の交換を行う.