hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
パンルヴェ型微分方程式と無限次元可積分系

特に対称なアフィン型の場合を網羅しており,離散可積分系としても興味ある対象である高階q-パンルヴェ方程式を生成する.得られたワイル群作用は全てトロピカル(全正値双有理写像による)表現であり,超離散極限を経て,組み合わせ論的な対応物を許す.さらに曲面上の因子の規格化された定義多項式を考察することから,タウ函数(高さ関数のある種の類似)が構成される.いくつかのアフィン型の場合については,タウ函数を通してKP階層やUC階層などの無限可積分系との直接の関係を明らかにすることができた.UC階層とは,以前に研究代表者自身が,普遍指標と呼ばれるシューア多項式の一般化を特徴付けるために構成した新しい可積分系であり,その自然なq-類似としてq-UC階層がある.今回は未知の懸案であったq-UC階層の付随する線形問題(ラックス形式)を構成した.ひとつの応用として,ソリトン解を許すような新しい非線形発展方程式が得られる.この結果を端緒として今後UC階層の数理物理的視点からの研究の進展も期待される.
X線影像を用いた高圧下におけるマグマの密度測定法の開発

惑星の内部構造やダイナミクスを理解する上で鉄合金融体の密度は基本的な物性値である。しかしながら、現在まで高圧下での鉄合金融体の密度測定は数例しか行われていない。浮沈法を用いたFe-S融体の密度測定Baloget al.(2003)やNishida et al.(submitted)で行われている。X線吸収法によるFe-S(S=10,20,and 27wt%)融体の密度測定は圧力が1.5-6.2GPa、温度が1500-1780K範囲で(Sanloup et al. 2000)によって行われている。本研究では,X線吸収コントラストイメージを用いて密度測定を行った。この方法は透過X線強度がX線吸収コントラストイメージの明るさに比例する原理に基づいており、1度の露光で試料を通過した2次元の透過X線強度の情報を得ることができるのが利点である。本研究ではFeS融体の密度をKEK-PFのBL14C2において5GPa、1900Kまでの条件で密度測定を行った。1.3GPa、1600KにおけるFeS融体の密度は4.23g/cm^3であった。本研究で得られた1.3GPa-1600KのFeS融体の密度と4.2GPa-1573Kの密度(Chen et al. 2005)と1atm-1600Kの密度(Kaiura et al.,1979)を用いて得られた等温体積弾性率(K_T)はK'が4から6の範囲でおのおの12.3から14.6GPaであった。本研究によって、X線イメージを用いる密度測定法が、従来のX線吸収法の限界であった圧力を大幅に拡大できるものであることが明らかとなった。X線影像を用いた密度測定実験は,兵庫県の西播磨科学公園都市にある高輝度光科学研究センター(SPring-8)において行った.SPring-8のBL04B1ビームラインに備え付けてある大容量高温高圧発生装置SPEED1500および,X線CCDカメラC4880-80を使用し,高温高圧下において試料のX線影像を撮影した.これまでは,超硬合金製のアンビルと呼ばれる圧力発生用部品の隙間からしかX線影像を得られなかった.これは,超硬合金がX線を遮るためである.このため,試料部の広範囲のX線影像を取得するにはアンビルそのものにX線吸収の少ない物質を使う必要がある.本研究では,幾つかのアンビル材を試し,X線が透過するアンビルの開発に成功した.本年度の研究では,地球で最も普遍的に存在している海洋底玄武岩マグマ組成について,含水の状態での密度を高温高圧下で測定することに成功し,マグマ中における水の部分モル体積を決定した.この成果により,任意の含水マグマについて高温高圧下での密度を計算することができる.また,X線影像を用いて高温高圧下においてFe-FeS系の固体と融体の体積を測定した.試料の質量と体積から求められた密度は,固相に関しては従来X線回折法で格子体積から求められた値と調和的であった.液相に関しては,X線吸収法によってSanloupらが決定した値よりも誤差範囲を超えて大きかった.しかしながら,Sanloupらが決定した密度は常圧での密度と圧縮率から推定された値よりも高温高圧下において小さくなっている.本研究によって得られた値の方が,推定値と調和的である.惑星の内部構造やダイナミクスを理解する上で鉄合金融体の密度は基本的な物性値である。
超微量蛋白質1次構造解析用タンデム質量分析装置における制御システムの開発

本研究で設計、試作した磁場型タンデム質量分析用制御システム(第1、第2質量分析計の各々の電場、磁場を独立して制御する基盤、それらを自動連動させる基盤、及び、ソフトウェア-)を現有設備のタンデム質量分析計(蛋白質構造解析用高性能質量分析装置、JMSーHX221CP)に接続し、それによってもたらされた成果を以下に列挙する。1.第1、第2質量分析計各々の電場、磁場を独立に4個の基盤で制御することにより、ソフトウェア-を操作するのみで第1、第2質量分析計を同期的に同時に制御することが可能となった。2.磁場スウェッチング、微小電場挿引機能による磁場強度補正により、第1質量分析計による前駆イオンを最大4個まで自動捕捉できるようになった。そして、それらを逐次、衝突活性化開裂法により分解、生成するフラグメントイオンを第2質量分析計において測定することが可能となった。3.第1、第2質量分析計各々における最適質量校正用標準物質を検索し、その結果、第1質量分析計では、前駆イオンの自動捕捉を50ppm以下で精度よく行なえ、また、第2質量分析計では、502000の幅広い質量範囲での精度よい質量校正が可能となった。4.当部門では、安定同位体^<18>O標識化を利用した質量分析によるペプチド、蛋白質の新規アミノ酸配列決定法に関する研究を行なっているが、本方法と上記試作システムを接続したタンデム質量分析装置を組み合わせることにより、質量分析によるアミノ酸配列決定が容易かつ確実に行えるようになった。また、それにより、218残基からなる免疫グロブリンL鎖、種々の天然生理活性ペプチドなどの一次構造を微量で決定した。質量分析計2台を連結させたタンデム質量分析計の第一質量分析計におけるイオン自動選択、第一、第二質量分析計連動自動制御システム、ソフトウェアの開発、実用化を目的として、本年度は以下の点について検討し、当初の目的を達成した。1.第一質量分析計におけるマルチプリカ-サ-イオン自動捕促システムについて、ハ-ドウェア、マルチプリカ-サ-イオン捕促法の検討を行ない、単一質量分析計をコントロ-ルするAPU(Aquisition Processing Unit)を開発した。試験の結果、および最大200ppmの誤差範囲で捕促できることを確認した。また、プリカ-サ-イオンの捕促にはSIMピ-ク位置調製改良プログラムを作成した。2.第一、第二質量分析計自動連動制御システムのハ-ドウェアについて検討し、第一、第二質量分析計自動連動制御システムをコントロ-ルするために、個々の質量分析計をコントロ-ルするAPUを改良、拡張、設計を行なった。3.第一質量分析用マイクロコンピュ-タ基板の設計、作成を行ない、作成基板の動作、第一質量分析計のコントロ-ル、デ-タ測定が正常動作することを確認した。4.第一、第二質量分析計自動連動制御システム用回路基板の設計、試作と、この制御システムを使用した第一質量分析計、第二質量分析計単体制御のためのソフトウェアを試作した。ソフトウェアについては第一ステップとして、第一、第二それぞれの質量分析計を単独にコントロ-ルする機能が開発され、動作が確認された。5.上記システムで測定されたデ-タの処理ソフトウェアを作成した。これらのデ-タに関するマススペクトル表示、マスクロマトグラム表示等、基本機能の動作が確認された。本年度は前年度に設計、試作および動作確認を行なった磁場型タンデム質量分析用制御システム(第1、第2質量分析計の各々の電場、磁場を独立に制御する基盤、それらを自動連動させる基盤、及び、ソフトウエア-)を現有設備の蛋白質構造解析用高性能質量分析装置に導入、調整した。前年度に達成した試作装置の動作及び基本性能を再確認した試作装置の最終評価を行なうために、基礎デ-タの蓄積及び未知試料を含む種々の試料の測定を行なった。

その結果、以下の点について当初の目的を達成することができた。1.第1質量分析計においては、新開発の磁場スウィッチング、電場挿引機能により設定質量に対応する磁場強度の微小補正が可能になり、その結果、前駆イオンを50ppm以下の誤差で正確に捕捉できることとなった。また、最大4個までの前駆イオンの自動捕捉が行なえ、それらを別々に第2質量分析計へ導入、フラグメントイオンの測定が可能となった。2.前駆イオンを捕捉する第1質量分析計の質量校正用標準物質としては、CsIとNaIの混合物が、衝突活性化開裂により前駆イオンから生成するフラグメントイオンの分析を行なう第2質量分析計では、CsI、KI、NaI、LiI、CH_3CNの混合物が、精度、校正質量範囲等において最適であることが解った。3.当部門では、安定同位体^<18>O標識化を利用した質量分析によるペプチド、蛋白質の新規アミノ酸配列決定法の研究を行なっているが、本方法と上記試作システムを組み込んだタンデム質量分析装置を組み合わせることにより、質量分析によるアミノ酸配列決定が容易かつ確実に行えるようになった。また、それにより、218残基からなる免疫グロブリンL鎖、種々の天然生理活性ペプチドなどの一次構造を微量で決定した。
精巣内シグナル伝達機構の解明と男性不妊症の治療への応用

Sertoli細胞における機能の違いの確認のため、造精機能が低下している高度乏精子症患者と造精機能が正常である閉塞性無精子症患者の精巣組織のおけるanti-mullerian hormoneの免疫染色を行った。その結果高度乏精子症において強い染色性を示した。Sertoli細胞の機能においてanti-mullerian hormoneが関与しており可能性が示唆された。パーコール法による細胞分離を行った。Sertoli細胞の分離は難しいが、Leydig細胞は高率に分離することができた。今回の研究は造精機能について精細胞と体細胞であるSertoli細胞やLeydig細胞のオートクライン、パラクラインの役割を解明する事に主眼がある。このため精細胞と体細胞の分離は重要になってくる。モデル動物の精巣組織を用いて分離を試みたが研究に寄与でいるほどの再現性が認められない。このためまずは様々な精巣障害の分離を試みることとした。そのために実際の臨床の現場で得られた精巣の病理検体から新たな試みをおこなった。具体的にはSertoli cell only syndrome(SCO)の検体を用い、様々な形態分離を行った。その結果SCOと診断される検体でも様々な形態を示す事が判明した。次にこのSertori細胞自体の機能解析が必要と考えられた。しかしSCOのみの検体では造精機能がないため、検討ができないと判断した。このため造精機能が下がっている症例と、造精機能の下がっていない症例での比較検討を行った。そこではSertori細胞の機能解析として今回anti Mullerian hormone(AMH)、androgen receptor(AR)、cytokeratin 18(CK18)の抗体を用いて免疫染色を試みた。結果は造精機能低下を起こしている精巣ではAMHの染色性が強く発現していることが判明した。今回の結果から更なるSertoli細胞の機能解明を行うkeyがわかってきた。具体的に動物モデルを使用してのSertoli細胞とAMH機能をあわせることで体細胞と精細胞との関係がはっきりし、造精機能への解明につながると考えられた。当初の精巣の細胞分離はまだできていないが、SCOのなかでもSetori細胞自体の機能の違いがあることがわかった。また造精機能の違いでSetori細胞のAMHの染色性に違いが分かったことは今後の研究のカギとなることが判明したため。本研究課題は造精機能について精細胞と体細胞であるSertoli細胞やLeydig細胞のオートクライン、パラクラインの役割を解明することを目的にしている。昨年に引き続き体細胞と精細胞の分離を続けている。本年度はMACSの手法を用いて引き続き細胞分離を行っている。そのためにSertoli細胞の表面マーカーが必要であり様々なマーカーを検討している。そのなかでZo1あるいはSox9といったマーカーを検討しているがまだ分離に至っていない。一方体細胞、精細胞の役割を生体での役割を検討するために、採血での測定可能物質と精巣組織における免疫染色を行っての比較も行ってみた。対象は、MHHと診断した患者に対して、ゴナドトロピン製剤5000IU、rh-FSH150IUを週2回投与を継続し、micro-TESEを行い精子の獲得が確認できた患者である。この症例に対して病理検査として採取した組織についてSertoli細胞の機能変化を比較するためのanti mullerian hormone(AMH)、androgen receptor(AR)、cytokeratin 18(CK18)の免疫染色を行い違いを確認した。その結果、AR陽性細胞に対するAMH陽性細胞の割合が、83%、107%、128%と増加していた。このホルモン療法により精巣内においてAMH、ARの組織変化が引き起こされ、造精機能の改善につながったことが推測された。このことからやはり体細胞への刺激が造精機能に変化を与えていると考えられ、今後は細胞分離を行い更なる機能解析を行っていく予定である。精巣内の細胞分離についてはまだできていないが、免疫染色や実際の患者検体からは明らかに造精機能改善に体細胞の機能変化が必要であることが確認された。このまま現研究を続けることで造精機能の解明につながることが判明しているため。多様な細胞が混在している精巣組織から各細胞、具体的にSertoli細胞、Leydig細胞、そして精細胞を分離する必要がある。これには蛍光抗体を使用してのフローサイトメトリーあるいはパーコール法による方法がある。また様々な造精機能障害モデル動物の作成も必要になる。正常精巣から分離したSertoli細胞、Leydig細胞をフィーダー細胞として、造精機能障害モデルの精細胞を共培養する。これにて得られる培養液中からのサイトカイン、ホルモンの測定を行い、正常精巣、造精機能障害精巣内におけるサイトカイン、ホルモンの違いを明らかにする。また造精機能障害モデルの精巣からのSertoli細胞、Leydig細胞も分離し、正常精巣からの体細胞間において網羅的に遺伝子解析を行い、この違いに関与する遺伝子を検索する。これにより精細胞を“育てる"体細胞のオートクライン、パラクラインに関連する遺伝子群が同定できると考え研究を進めてきた。昨年まではMACSによる細胞分離を試みたが、一定の分離が確立しないため、パーコール法による細胞分離を行った。その結果体細胞であるLeydig細胞はおよそ70%という高率に分離可能であることが判明した。一方Sertoli細胞の分離は同様な方法でも一定ではないことが判明した。これはどうしてもコンタミを分けることができず、結果が一定にならない。

このため現在は体細胞の中でもLeydig細胞に着目して不妊症モデルマウス作成を続けている。Sertoli細胞における機能の違いの確認のため、造精機能が低下している高度乏精子症患者と造精機能が正常である閉塞性無精子症患者の精巣組織のおけるanti-mullerian hormoneの免疫染色を行った。その結果高度乏精子症において強い染色性を示した。Sertoli細胞の機能においてanti-mullerian hormoneが関与しており可能性が示唆された。パーコール法による細胞分離を行った。Sertoli細胞の分離は難しいが、Leydig細胞は高率に分離することができた。今後当初のモデル動物での様々な週齢のものを用いて造精機能と体細胞とのかかわりを免疫染色あるいはPCRで検討し、根本の造精機能に関与する遺伝子検索まで進めていく予定である。今後当初のモデル動物での様々な週齢のものを用いて造精機能と体細胞へのかかわりを免疫染色、あるいは細胞分離することでのPCRを行い、研究を継続していく。泌尿器科
国際経営戦略の下でのハイテク産業における原価計算システムの理論および実証研究

この度の科学研究費助成金に基づき我が国のハイテク産業を中心に企業訪問した結果、各企業の原価計算システムは、多かれ少なかれ次のような問題点を持っていることが分かった。意思決定との関係では、商品別・モデル別の原価が不明瞭なため、各製品の原価競争力が分からない。そのために、製品を一度たちあがらすと採算が極めて悪化するまで、生産を中止するか、それとも継続的に生産するかなどの意思決定が出来ない。原価低減との関係では、各部署の原価低減活動が結果として見えない。即ち、原価低減努力が為されても、部門採算に止どまり、商品やモデルの原価に現れない。また原価低減をしようとしても、製品の原価のうちどこを改めたら良いか分からない。企業の国際化・多極化との関係では、海外、国内、関連企業の原価計算基準の不一致がみられ、かなりの対応不足がみられる。最後に、原価計算システムその物に問題がある。たとえば、原価計算が時代の要求に合致しない、営業振替価格が工場の実績と関係なく恣意的に決まる、変動費・固定費の混在により操業度差異がつかみにくい、補助部門費の配賦が不適切などがあげられる。各企業は、こうした原価計算システムの問題点を解決すべく、一方では原価計算システムの精密化による内枠からの管理と、他方では予算管理の強化による外枠くから管理の二つの戦法を採っている。そこで昭和53/54年の科研と昭和63年度の個人研究費による原価計算実態調査を活用し、今回は東証第一部および第二部の企業を対象に予算管理を中心にアンケ-ト調査も実施した。このような企業訪問やアンケ-ト調査に基づき、国際経営戦略の下でのハイテク産業における原価計算システムの理論および実践的研究成果について、横浜国立大学経営学会の『横浜経営研究』を通じ発表していきたい。
リピドミクスによるホスホリパーゼB/リパーゼの小腸粘膜細胞分化促進機構の解析

今回新たに作成した小腸刷子縁膜に局在するCa非依存性ホスホリパーゼB/リパーゼ(PLB/LIP)欠損マウス(mPLB-/-)を用いて同酵素の機能解析をした。経口脂質負荷試験では野生型とmPLB-/-で体重・血清脂質値などに差がなかった。回腸Ca^<2+>依存性ホスホリパーゼA2活性が代償的に増加していたことから、PLB/LIPの脂質消化機能を代償する酵素が働いていることが示唆された。最初に作成したmPLB+/-で見られた分化異常はベクター由来のプロモータの影響と考えられた。中性脂質、中性スフィンゴ脂質、リン脂質にわたる自動化脂質一斉分析システムの測定可能脂質クラス範囲を、小腸に多い中性・酸性糖脂質を含む高極性脂質まで拡張できた。最近樹立したホスホリパーゼB/リパーゼ(PLB/LIP)ヘテロ欠損マウス(PLB/LIP+/-)を用いてPLB/LIPの小腸における機能解析をすすめた。まずHPLC/MSに適した高極性脂質抽出法を開発した。この方法により、分析の妨げになる蛋白質や極性化合物を除去でき、HPLC/MS分析に適した状態で効率良く高極性脂質を再抽出することが可能になった。この方法で抽出した脂質を分析するための高感度二次元HPLC/MSシステムを開発するための一次元目は分離カラムの検討をした。このカラムにより疎水性蛋白質、環境由来ポリマーなどの夾雑物除去と脂質の粗分離画可能になった。高極性脂質のエレクトロスプレー(ESI)に最適化した超撥水性ESIチップを作製し、安定化高感度化を達成できる見通しをえた。中性脂質からリン脂質にわたる一斉分析装置を用いて、野生型とPLB/LIP+/-粘膜脂質組成の変化を定量的に解析し、酸性リン脂質組成に変化が検出できた。分化に関連するスフィンゴ脂質の構造変化を検索したが、現在有意な変化は検出できていない。開発中の高極性脂質分析法を用いてガングリオシドや分化関連スフィンゴシン誘導体などの検索へ範囲を広げる予定である。ヘテロ欠損マウスは雄性不妊を示すためホモ欠損体は得られていなかったが、最近少数のホモ欠損体を確保できたので、交配実験を繰り返しホモ欠損体を用いた実験を進め、PLB/LIPの機能をより明確にできる実験系を構築する。最近樹立したボスホリパーゼB/リパーゼ(PLB/LIP)欠損マウス(mPLB-/-)を用いてPLB/LIPの小腸における機能解析をすすめた。前年度開発したHPLC/MSに適した高極性脂質抽出法をを用いることにより、分析の妨げになる蛋白質や極性化合物を除去でき、HIPLC/MS分析に適した状態で効率良く高極性脂質を再抽出することが可能になった。この方法で抽出した脂質を分析するために前年度は、高感度二次元HPLC/MSシステムを検討したが、詳しく検討すると一次元順相クロマトグラフィーのみで高感度にガングリオシドなどの高極性脂質を分析することができることが判明して、その成果を報告した(Tanabe et al.)。今年度の研究によりこれまで樹立できなかったホモ欠損体を得られることができた。これまでに樹立したヘテロ接合体で見られた小腸粘膜の分化異常はセレクションのために導入したNeo遺伝子の影響が主であることが判明した。新たに作成したホモ接合体の表現形は以下のようであった。1.mPLB変異体の、仔の遺伝型の比率はメンデルの法則に従っていた。2.mPLBにはsplice variantsが存在し、mPLB-/-にも少量のmPLBが残っている可能性がある。3.Western BlotではmPLB-/-の約160kDのmPLBはほとんど消失していた。4.回腸におけるPLA2活性を調べたところ、mPLBによるCa^<2+>非依存性のPLA2活性が大きく低下していた。また、その代わりにCa^<2+>依存性のPLA2活性が増加していた。5.高脂肪食による体重増加に遺伝型に相関した著しい変化は見られなかった。ホモ接合体の小腸脂質分解吸収異常や粘膜における脂質代謝異常をすでに開発した二つのHPLC/質量分析システムで非極性から高極性に渡る範囲で総合的に検索している
ゲージ／重力対応と境界面を用いた強結合の物性物理の解析

ゲージ/重力対応は、物性物理の超伝導のような強相関電子系(クーロン相互作用が強い電子系)を解析するために利用されてきました。本研究では、ゲージ/重力対応とブレーン交差系(DpブレーンとDqブレーンが斜めに交差している系)を応用して強く相互作用する量子多体系や、強相関電子系の物性物理を理解するための研究をしました。ゲージ/重力対応とブレーン交差系を用いると、重力理論に導入されたアンチドジッター空間に巻きつくDブレーンと端状態のようなゲージ理論のある境界に住む理論の間の双対性が、一般にKarch-Randallによって実現されます。本研究では特にゲージ/重力対応とブレーン交差系を用いて、Chern-Simonsレベルを変える境界面をもつ3d SU(N) Yang-Mills-Chern-Simonsを研究しました(arXiv:1601.00525 [hep-th])。模型は、IIB型超弦理論におけるD3-D7系になっています。その重力双対は、境界面にそってAdS境界に取り付けられたプローブのD7ブレーンをもつAdSソリトン背景によって与えられます。我々はホログラフィとホログラフィック繰り込みを用いて、外場のソースと結合した境界面の理論の自由エネルギーを求めました。それから、これらの境界面に関連する演算子の相関関数を計算しました。我々は、境界面の距離や温度を変化させながら興味深い相転移を見出しました。それから、分数量子ホール効果や2次元QCDの物理についても関連性を見出しました。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究において、ラージNゲージ理論(Nはゲージ群のランク)におけるオービフォルド等価性の研究を進めました。ここで、オービフォルドとは空間の鏡映のようなものですが、オービフォルド等価性とは、ラージNゲージ理論において、オービフォルドの対称性の元で不変なセクターにおいてオービフォルドを取る前の母関数とオービフォルドをとった後の子理論がプラナー極限で同一の物理量を持つという等価性です。複数枚のM2ブレーンの有効理論としての3次元のABJM理論は物性物理における赤外固定点を記述すると考えられていますが、その物性物理への応用を期待してこのラージNオービフォルド等価性を3次元のABJM理論と11次元のM理論におけるゲージ/重力対応に応用しました。通常の't HooftのラージN極限では、't Hooft結合を有限に保ったままラージN極限をとり、1/Nについての物理量の展開が種数展開のように見えます。一方で、M理論としてのABJM理論は、通常の't Hooft極限では記述できず't Hooft結合がNに比例して大きくなる事が知られています。この非't Hooft極限においては、物理量の1/N展開は一般にはできませんが、展開の主要項については't Hooft極限のプラナー極限の物理量を解析接続できると予想されています。更に、本研究ではフレーバーを含めたABJM理論と3次元のクイバー型のChern-Simons-matter理論の間のオービフォルド等価性を考えました。この理論には、グループのノードを変える射影のもとでのラージN等価性とChern-Simonsレベルを変える射影のもとでのラージN等価性があります。後者のラージN等価性の元で、BPSモノポール演算子は期待される振る舞いを見せました。そして、閉じ込め/非閉じ込め相転移の臨界温度はラージN等価性で変わらない事を示しました。Chern-Simonsレベルを変える射影のもとでのラージN等価性は、ミラー双対におけるプラナー等価性として説明できる事がわかりました。レベルランク双対性を含むホログラフィにおける端状態の研究私は前年に引き続き境界面をもつ場の理論のホログラフィの研究を進めました。特にレベルランク双対性を含むホログラフィにおける端状態の研究を行いました。用いられる理論は3次元のYang-Mills-Chern-Simons理論と2次元のカイラルフェルミオンです。これらは、一次元コンパクト化された複数枚のD3ブレーンにバックリアクションを考えないプローブのD7とanti-D7ブレーンを加える事によって得られます。D7ブレーンは、AdSの境界で1+1次元で交わるように置くと、このD7ブレーンはブレーンを横切った時にChern-Simons levelが飛ぶdomainwallとして解釈できる事を示す事ができます。Chern-Simons levelが飛ぶdomainwallは物性物理の分野でもあまり知られていないため、レベルランク双対性が存在するこの模型でそのような界面を調べる事は興味深いです。まず、先行研究を参考にしてdefectの演算子とD7ブレーンの場の間の対応を調べました。我々が興味があるのは、特に元々のD3ブレーンのSO(6)対称性の元で不変な演算子です。ゲージ場等の非規格化されたモードについては、ホログラフィック繰り込みを実行し作用を有限にする事を試みました。そして、物性物理において興味深い二つの異なる端状態における演算子の間の相関を調べた他、自由エネルギーを計算しました。また、D7-anti-D7ブレーンが二つ以上ある時に系のパラメーターを変えていくと相転移が起こる事を示しました。同様な計算は、有限温度系の場合にも確かめられました。

本研究では、ゲージ/重力対応とブレーン交差系(DpブレーンとDqブレーンが斜めに交差している系)を応用して強く相互作用する量子多体系や、強相関電子系の物性物理を理解するための研究をしました。ゲージ/重力対応とブレーン交差系を用いると、重力理論に導入されたアンチドジッター空間に巻きつくDブレーンと端状態のようなゲージ理論のある境界に住む理論の間の双対性が、一般にKarch-Randallによって実現されます。本研究では特にゲージ/重力対応とブレーン交差系を用いて、Chern-Simonsレベルを変える境界面をもつ3d SU(N) Yang-Mills-Chern-Simonsを研究しました(arXiv:1601.00525 [hep-th])。模型は、IIB型超弦理論におけるD3-D7系になっています。その重力双対は、境界面にそってAdS境界に取り付けられたプローブのD7ブレーンをもつAdSソリトン背景によって与えられます。我々はホログラフィとホログラフィック繰り込みを用いて、外場のソースと結合した境界面の理論の自由エネルギーを求めました。それから、これらの境界面に関連する演算子の相関関数を計算しました。我々は、境界面の距離や温度を変化させながら興味深い相転移を見出しました。それから、分数量子ホール効果や2次元QCDの物理についても関連性を見出しました。レベルランク双対性を含むホログラフィにおける端状態の研究は、去年の秋の学会発表や共同研究者による発表によって結果を報告しており、順調に進行していると考えられます。なお論文にまとめる最中で、もうすぐarXivに投稿する予定です。27年度が最終年度であるため、記入しない。レベルランク双対性を含むホログラフィの研究は、本年度中に論文にまとめて出版する予定ですが、今後も豊富な興味深い課題があります。例えば、様々な表現のWilson loopの期待値をホログラフィを用いて計算し、重力側でレベルランク双対性の作用を確かめてみる事は興味深いです。その他、オリエンティフォールド平面を加えてSOやUSpのChern-Simons理論のレベルランク双対性を構築する事も興味深いです。研究成果は、発表論文を雑誌に投稿後Phys. Rev. Dに掲載されました。期待される次の方針についても議論され、研究はおおむね順調に進行していると考えられます。研究の目的に記載のM理論における新しいラージN極限の研究は海外の研究所でも研究が進行中の新しい分野になっています。M理論をIIA型超弦理論へ次元縮小する事は重要な課題になっています。次元縮小により、ディラトンとメトリックのワープ因子は内部空間の座標に依存する事がわかっています。IIA型超弦理論への次元縮小は、M理論の膜ブレーン上で解析すると簡単化され、次元縮小の論文も何本か発表されています。また、オリエンティフォールドと呼ばれる操作を本研究のフレーバー付きのChern-Simons-matter理論に応用する事は興味深いです。
触法精神障害者家族の生活変化とその認識に関する質的研究

本研究は,医療観察法に基づき,入院処遇を受けている精神障害者の家族が,事件や処遇を機にどのような経験をしているのかを明らかにすることを目的とした。平成19年度は,15ケースについて面接調査を実施し,うち13ケースを分析の対象とした。分析はGTAの手法に基づいて行った。逐語録を切片化し,概念名を付与し概念図を作成した。そのうえで各概念図にっいてのストーリーラインを検討した。家族の経験しているプロセスは大きく2つの軸で分けることが可能であった。それらは過去と未来そして現在による時間軸と,社会の中の位置づけに関する軸の2つである。家族はこれら2つの軸の間を揺れ動いていた。家族の語りはさらに「事件前の振り返り」「事件の衝撃」「安心感の獲得」等6つのサブプロセスに分けることができた。事件前の本人の問題行動への対処で疲弊していた家族に,事件発生は多大な衝撃をもたらした。多くの家族が病気や事件の原因の模索を行い,強い自責の念を感じていた。また,家族以外の第三者に被害を及ぼしてしまった事例では,被害者への対応もストレスとして感じられていた。家族は,障害を持った本人が医療観察法による手厚い処遇を受けることにより,安心と希望を取り戻すこととなる。入院処遇中に関係性の見直し,家庭内の雰囲気の変化を経験する家族も多い。その一方で,他者からの心無い言葉に対する不安や,本人の生活に対する不安など,地域生活を送る上での不安は継続的に保持されていた。本研究により,家族支援における介入のポイントが示唆されると同時に,一般の精神保健福祉サービスの見直しの重要性がクローズアップされた。情報提供は重要であるが,混乱の大きい家族にとってそのタイミングと情報量は適切である必要がある。犯罪や精神障害,働いていないこと等に対する社会的イメージが,家族自身の認識に大きな影響を及ぼしていた。本研究は、医療観察法に基づき、入院による処遇を受けている精神障害者の家族が、新制度のもとで障害をもつ家族が処遇されていることや家族自らが置かれている状況に対する認識、事件発生による家族の生活の変化、社会の眼差しに対する受け止め方等を明らかにすることを目的としている。平成18年度は、触法精神障害者家族および精神障害者家族についての文献研究、質的研究手法について理解、フィールド理解、研究協力者間の調整、面接調査(継続中)に取り組んだ。フィールドに慣れることを目的に、病棟が実施している家族相談会(家族心理教育)に複数回参加した。家族が抱える問題やそのことに対する不安などについて、大まかな概要をつかむことができ、リサーチ・クエスチョンを考えるうえでも有益であった。精神障害をもつ人による犯罪の場合、被害者が家族内にいることが多く、また、対象行為が殺人や放火など重大な犯罪であるため、調査の実施に当たっては、被験者および入院患者のプライバシー保護や情報管理、被験者の心理的侵襲性については細心の注意を払う必要がある。そのため、研究について倫理委員会に諮るとともに、病棟職員らの協力を得ながら研究を進められるよう、関係者の意見交換の場を数回設け、調整に時間をかけた。本研究では、研究の趣旨や目的、方法、データの使われ方、途中辞退の権利、プライバシーの保護などについて丁寧に説明し、了承が得られた家族のみを対象としている。また、データ収集・分析はGTAの手法を用いており、研究手法や解釈についてのスーパービジョンを受けながら進めている。事件を機に、医療・福祉の多くの専門職者らの支援を受けるようになり、そのことが家族の認識や行動に少なからぬ影響を与えていることや、対象行為によって家族の経験も異なることが推察された。今後継続的にデータ収集・分析を進めていく予定である。
モデル動物を用いた、疾患発症における極性輸送関連分子の役割の解明

細胞極性は組織の形成やその機能に必須の役割を果たしている。しかし細胞極性に関与する遺伝子の組織や個体での機能はまだよくわかっていない。さらに細胞極性に関与する遺伝子はまだ数多く残されていると考えられる。そこで我々は細胞極性のメカニズムの解明のため、細胞極性、特にその中の極性輸送に関与する遺伝子の欠損マウスの作製、解析及び、細胞極性に関与する新規遺伝子のスクリーニングを線虫を用いて行った。前者については、Rab8a,bの二重欠損マウス、syntaxin3の小腸特異的欠損マウス,VAMP7欠損マウス,SNAP23神経特異的、膵臓特異的欠損マウスの解析を行った。Rab8a,bの二重欠損マウスについては、線毛形成の異常が生じることが予想されたが、そのような表現型が見いだされなかった。これはRab8が線毛形成に重要であるというこれまでの予想に反するものであり、その理由の解明が待たれる。またVAMP7は神経の突起形成に重要といわれていたが、そのような結果はVAMP7欠損マウスで得られていないため、その原因の解明を行い投稿した。また、FAPP1,2の二重欠損マウスについてもがんが多発する傾向があることを発見した。また後者の、線虫を用いた新規遺伝子のスクリーニングについてもほぼ終了した。そこで我々は細胞極性のメカニズムの解明のため、細胞極性、特にその中の極性輸送に関与する遺伝子の欠損マウスの作製、解析及び、細胞極性に関与する新規遺伝子のスクリーニングを線虫を用いて進行中である。前者については、Rab8a, bの二重欠損マウス、syntaxin3の小腸特異的欠損マウス,VAMP7欠損マウス,SNAP23神経特異的、膵臓特異的欠損マウスの解析を進めている。Rab8a, bの二重欠損マウスについては、線毛形成の異常が生じることが予想されたが、そのような表現型が見いだされなかった。またVAMP7は神経の突起形成に重要といわれていたが、そのような結果はVAMP7欠損マウスで得られていないため、その原因の解明も行っている。これらの成果を22、23年度に発表するため、現在投稿の準備を行っている。その分子メカニズムについても今後解析する予定である。p31欠損マウスについては、21年度にMCBに発表し、その表紙に写真が掲載された。また、線虫を用いた新規遺伝子のスクリーニングもほぼ終了した。一部の遺伝子についてはその遺伝子の欠損マウスを作製して、マウスにおいても細胞極性に重要か、解析していく予定である。
高次システムの準乱数シミュレーションによる高精度デザインを目指した研究

システムの分析とデザインのために,準乱数を利用する手法の開発と実証の研究を行った.取り扱った問題は,粒子フィルタに対して準乱数を利用するためのアルゴリズムの開発,パラメータ推定のための最適化問題への適用,複雑な分布に従うサンプルを準乱数のよい性質(均一性)を維持しながら生成するための研究などである.多くの数値実験により,準乱数が乱数の代替物として利用できる場面が多く存在すること,代替により数値計算の効率性が向上することが見いだされた.準モンテカルロ法による粒子フィルターを構築し,最適化問題へ適用するための準備的研究として,いくつかの問題を取り上げて,そこでのモデルの尤度計算に準乱数を用いる数値的実験を行った.1つは以前からの研究の継続であり,典型的な状態空間モデル(ARモデル,目標追跡モデルなど)に対してArray-RQMCという手法を適用し,最尤法によるパラメータ値の推定がうまく実現できるかを実験したものであり,尤度計算をより少ない粒子数で効率的に計算できることを数値的に確認した.もう1つは,尤度に基づくパラメータ推定を最適化手法の一種である降下法により行う実験で,降下法の毎回の反復ステップで高次元の数値積分が必要とされるものである.実験の主眼は,数値積分におけるモンテカルロ法と準モンテカルロ法の精度比較,パラメータ推定値の収束の速さなどである.この実験でも,推定値の収束速度に関して準モンテカルロ法の優位性が認められた.それぞれの実験成果は内容をまとめて,この分野の代表的な国際会議において発表した(2回).2つの実験は,それぞれ独立したものであるが,両者を組み合わせることで,大規模なシステムのモデルパラメータの推定を行うためのアルゴリズムが構築できると考える.この方針の下に,引き続き研究を行っている.また,具体的な問題例として施設配置問題を考えているが,上記の手法を適用するまでにはいたっていない.この点についても,上記方針に従って適用法をまとめて,順次実験を行っていきたい.準モンテカルロ法による粒子フィルターを構成し,モデルパラメータの推定や最適化問題へ適用する数値実験を行った.前年度に引き続き非線形最適化問題の例に取り組み,最適化アルゴリズムで利用される行列係数の推定を準モンテカルロ法により行うことで,従来のモンテカルロ法と比較してより速い収束が実現できるかどうかを検証した.実験では,収束速度の点とパラメータ推定の精度の点で部分的に優位性を認めることはできたものの,一方で必ずしも効果が上がらない例も見いだされ,これについてはひきつづき検討を進めている.同内容を国際会議で発表し,海外の研究者と意見交換した.その際に,実験の中で準乱数の利用の仕方についていくつか改良の余地があるとの意見をもらい,このような改良法に関する先行研究などを知ることができた.新たな知見に基づき,その後アルゴリズムの改良について研究を進めている.年度の終わり近く,本研究に関連する研究を行っている国内の研究者に対して,これまで行ったきたいくつかの実験結果をまとめて講演し,意見交換をする機会を持つことができた.そこでは,本研究のアルゴリズム的な改良の面と,適用対象の新しい可能性について,いくつかの示唆を得ることができたので,今後の研究に生かしていきたい.また新たに具体的問題を開発するため,施設配置問題に関する研究を行い,新しいモデルの提案と数値実験を行った.両者を組み合わせることが今後の1つの課題であると考えている.前年に引き続き,状態空間モデルに対する準モンテカルロシミュレーションの数値実験および理論的考察を行った.今年度は,同モデルに対する粒子フィルタの構築に関して,混合分布に基づくサンプルの生成という観点から,準乱数の特徴を生かすアルゴリズム開発と実装に関する研究が主な内容となった.具体的には,状態空間モデルにおける逐次的な分布の時間更新の方法を改良したことが主な点である.これまでは,更新分布のサンプルにのみ準乱数を用いて,現時点分布からのサンプリングには擬似乱数もしくは系統サンプリングを使うしかなかったが,新たに,2つのサンプリングを1つの準乱数系列で同時に行うことを可能にするアルゴリズムを考案した.これは,現時点分布の標本空間がもつ幾何学的性質を考慮に入れ,計算幾何学で用いられるアルゴリズムを使ってサンプル点の隣接関係を抽出して,混合分布確率の計算に利用するものである.既存手法のArray-RQMCなどで用いられるソーティングの方法を発展させたものと考えられるが,標本空間の幾何構造を積極的に利用する点に新規性があると考える.アルゴリズムを実装し予備的な数値実験を行ったところ,既存手法と同程度の能力を有することが観察された.これを受けて,より本格的な数値実験をして有効性を確認することと,アルゴリズムにおける計算量の不利な点を改良するべく,引き続き研究を進めている.また同時に理論的面での誤差評価を得るために考察を進めている.同時進行で,学会発表の準備,論文作成などを行った.新しいアルゴリズムの考案を行い,それに対して数値実験で新しい知見が得られたこと,理論的な考察を進められたことなどから,本年度は基礎研究的な側面での進展が多かったと考える.対外的な発表は将来の応用を目指したものが多く,これらに本年度の成果を結び付けていくことが最終年度の課題となろう.本年度の成果はまだ発表できていないが,すでにいくつかの発表予定もあり,おおむね順調な範囲にあると考える.高次元システムの分析に準モンテカルロ法を利用する基礎技術の1つとして,主に混合分布を発生させるための準乱数アルゴリズムの研究を行った.具体的には,異なるパラメータを持つ多次元正規分布の混合分布に対して,パラメータの次元と多次元正規分布の次元を合わせた次元の準乱数を使うことにより,より近似精度の高いサンプルを生成するアルゴリズムを開発した.

この手法は前年までに基本的な部分の検討を進めていたものだが,今年度最終的なプログラムを完成させた.このプログラムを粒子フィルタの問題に適用した数値実験を行った.この実験では,フィルタ設計のために必要となるパラメータの尤度計算を行って,既存の手法との比較検討したところ,同等以上の性能が得られることを確認した.この研究結果について国際会議で発表を行った.また,やはり高次元における従属関係を分析するためによく利用される接合関数を用いて,準乱数を生成するための実験的研究を行った.接合関数は一種の確率分布関数で,通常の乱数を用いて接合関数からのサンプルを生成する方法はいろいろ提案されているが,それらの手法が準乱数の場合にも有効かどうかは不明である.今回は複数の構成法が知られている接合関数について,各手法で乱数を準乱数に置き換えることにより,どの程度効率が改善されるかを数値実験により検討した.実験の範囲では,どの手法を用いた場合でも,準乱数を利用したほうが乱数を利用するよりも近似精度の高い結果が得られた.この結果について国内学会で発表を行った.システムの分析とデザインのために,準乱数を利用する手法の開発と実証の研究を行った.取り扱った問題は,粒子フィルタに対して準乱数を利用するためのアルゴリズムの開発,パラメータ推定のための最適化問題への適用,複雑な分布に従うサンプルを準乱数のよい性質(均一性)を維持しながら生成するための研究などである.多くの数値実験により,準乱数が乱数の代替物として利用できる場面が多く存在すること,代替により数値計算の効率性が向上することが見いだされた.数値実験の結果からいくつかの知見が得られたこと,それらの内容を国内外の研究集会で発表して,多くの研究者と交流し新しいアイデアに触れられたことなどは,研究を進める点でよい材料といえる.一方,新しい事例問題の発掘はあまり多くはできなかったので,研究の応用範囲の開拓という点ではやや不満足な点もある.総合的にに見ておおむね順調な範囲にあると考える.引き続き実験面,理論面から研究を進めていくが,国内や海外での発表,論文作成などの比重を大きくして,最終成果につなげていきたい.国内外での研究者と,これまでの結果についての意見交換・討論を行い,研究成果の確認と公表を進めたい.社会システム工学理論的な面と数値実験の両面から研究を進めていくが,これまでよりも,もう少し具体的な問題を多く取扱い,研究の適用範囲の拡充にも力をいれていく.いくつかの数値実験を行い,結果を得られたこと,それらの内容をまとめて国際会議において発表し,海外の多くの研究者と意見交換を行ったことで,新しい知見を得られたことなどから,基礎的研究は順調に進展していると考える.一方で,具体的な問題例については,モデル化にもう少し時間がかかりそうである.
PLCを介する細胞内シグナル伝達系の個体形成・維持における機能の解析

本研究は、イノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼC(以下、PLC)を中心とする細胞内シグナル伝達系の生理作用を個体現象における機能、特に発生・分化過程における機能と恒常性の維持における機能を明らかにするものである。特に本研究では、我々が世界に先駆けクローニングに成功したPLCγ2をターゲットとし、PLCγ遺伝子をノックアウトマウスしたマウスを作製し、イノシトールリン脂質代謝の変異により発生する異常を検出する。また、それらの異常の発症メカニズムを解析することにより、PLCγ2の個体発生・分化過程における機能を明らかにすることを目指す。これまでに次の結果を得ている。1既報に則ってPLCγ2遺伝子破壊ESクローンを作製した。2つのESクローン由来のヘテロおよびホモ接合体を作製し解析した。ヘテロ接合体は正常であったが、ホモ接合体は胎児期の極めて早期に死亡した。ホモ接合体は、胎児として形態が確認できるE7.5における解析でも生存を確認することができなかった。この事実は、少なくともE7.5よりも若い発生初期にノックアウトホモ接合体が死亡する可能性が示された。2 B細胞の発生や成熟課程におけるPLCγ2の機能を解析するために、cre-loxPを用いた条件的遺伝子破壊を行った。その結果、成熟した血中B細胞の割合が極端に減少すること、またin vitroではBCR刺激における細胞内情報系の活性化が強く抑制されることが判明した。これらの結果は、PLCγ2が少なくともB細胞の成熟に重要な役割を持つことを示す。PLC分子として、現在まで3種のファミリー(PLCβ、PLCγ、PLCδ)に分類される10種のサブタイプの存在が明らかにされているが、特に本研究では、我々が世界に先駆けクローニングに成功したPLCγ2をターゲットとし、PLCγ2遺伝子をノックアウトマウスしたマウスを作製し、イノシトールリン脂質代謝の変異により発生する異常を検出する。現在までに次の結果を得ている。1既報に則ってPLCγ2ノックアウトマウスの作製を行った。少なくとも2つ以上のESクローン由来のへテロおよびホモ接合体の作製を試みた。2個々のESクローン由来のへテロ接合体について、PLCγ2ノックアウトの確認、B細胞発生過程におけるPLCγ2機能の解析を行った。その結果、PLCγ2発現量は正常に比べ約半分の値を示し、ヘテロ接合体であることが確認された。しかし、B細胞の機能や表面マーカーに違いは観察されず、発現量の減少が直接生体機能に影響を及ぼしている事実は確認できなかった。3これに対して、PLCγ2ノックアウトホモ接合体は胎児期の極めて早期に死亡することが判明した。さらに、胎児として形態が確認できるE7.5における解析でも、生存している個体は全て正常かへテロ接合体であった。この事実は、少なくともE7.5よりも若い時期にノックアウトホモ接合体が死亡していることを明らかにするもので、PLCγ2が初期発生に重要な役割を果たしている可能性が示された。特に本研究では、我々が世界に先駆けクローニングに成功したPLCγ2をターゲットとし、PLCγ2遺伝子をノックアウトマウスしたマウスを作製し、イノシトールリン脂質代謝の変異により発生する異常を検出する。

1既報に則ってPLCγ2遺伝子破壊ESクローンを作製した。2つのESクローン由来のヘテロおよびホモ接合体を作製し解析した。ヘテロ接合体は正常であったが、ホモ接合体は胎児期の極めて早期に死亡した。ホモ接合体は、胎児として形態が確認できるE7.5における解析でも生存を確認することができなかった。この事実は、少なくともE7.5よりも若い発生初期にノックアウトホモ接合体が死亡していることが示された。2ホモ接合体が死亡する原因がPLCγ2遺伝子破壊に依るものかどうか確認するために、a)破壊する遺伝子領域を変えること、b)cre-loxPを用いた条件的遺伝子破壊を行うことを目指して新たなコンストラクトを構築した。これを用いて新たなESクローンを確立した。現在へテロおよびホモ接合体の作製を試みている。本研究は、イノシトールリン脂質特異的ホスホリパーゼC(以下、PLC)を中心とする細胞内シグナル伝達系の生理作用を個体現象における機能、特に発生・分化過程における機能と恒常性の維持における機能を明らかにするものである。特に本研究では、我々が世界に先駆けクローニングに成功したPLCγ2をターゲットとし、PLCγ2遺伝子をノックアウトマウスしたマウスを作製し、イノシトールリン脂質代謝の変異により発生する異常を検出する。また、それらの異常の発症メカニズムを解析することにより、PLCγ2の個体発生・分化過程における機能を明らかにすることを目指す。これまでに次の結果を得ている。この事実は、少なくともE7.5よりも若い発生初期にノックアウトホモ接合体が死亡する可能性が示された。2 B細胞の発生や成熟課程におけるPLCγ2の機能を解析するために、cre-loxPを用いた条件的遺伝子破壊を行った。その結果、成熟した血中B細胞の割合が極端に減少すること、またin vitroではBCR刺激における細胞内情報系の活性化が強く抑制されることが判明した。これらの結果は、PLCγ2が少なくともB細胞の成熟に重要な役割を持つことを示す。
混濁流ベッドフォームの形成メカニズム

本年度は(1)密度流ベッドフォームの形成実験,および(2)開水路ベッドフォームの定義の再検討,を行った.深海で発生する密度流は,陸上の河川と同様に,流れの底面にベッドフォームを形成する.ベッドフォームの形成条件は地層から古環境を復元するための手がかりとして用いることができる.しかし,既存研究で求められたベッドフォームの形成条件は,すべて自由水面を持つ開水路(河川)での実験や観測に基づいている.開水路の流れと密度流では水理学的挙動に違いがあるため,開水路での形成条件をそのまま密度流に適用できる保証はない.すなわち,密度流堆積物の堆積構造を研究するためには,密度流の観測データに基づいたベッドフォーム安定領域図を新たに作成することが必要である.そこで,密度流ベッドフォームの形成条件を求めるため,塩水を用いた水槽実験を行った.水を張った水槽内にアクリル製の水路を設置し,塩水を水路内に流入させることで密度流を再現する.塩水濃度や水路の傾斜などの水理条件を変え,複数回水槽実験を行った.ベッドフォームが形成したときの水理条件のデータを収集・解析し,形成されるベッドフォームの形状と水理条件との関係を求めた.また,既存の密度流実験と開水路ベッドフォームの観測結果を収集し,開水路と密度流におけるベッドフォームの形成条件の違いを検討した.形成条件比較の際には,流れの水理条件を示す無次元パラメーターを用いた.さらに,平成30年度は開水路ベッドフォームの定義の再検討を行い,その予察的な結果を国際学会(American Geophysical Union Fall Meeting)にて発表した.平成30年度に行った密度流実験の結果に加え,既存の密度流実験と開水路ベッドフォームの観測結果を収集し,開水路と密度流におけるベッドフォームの形成条件の違いを検討した.形成条件比較の際には,流れの水理条件を示す無次元パラメーターを用いた.結果として,以下のことが明らかになった.(1)本実験の結果は,既存の密度流実験の結果と整合的であった.そして,(2)実験条件を表すパラメーターとして層平均値を用いた場合は,密度流ベッドフォームの安定領域は開水路ベッドフォームの安定領域とは大きく異なっていた,一方,(3)下層平均値を用いて実験条件を表した場合は,密度流ベッドフォームの安定領域は開水路ベッドフォームの安定領域とよく一致した.このことは,開水路と異なり密度流の場合は流れ全体ではなく下層のみがベッドフォームの形成に影響しているかもしれないことを示している.すなわち,開水路ベッドフォームの安定領域図を密度流堆積物に適用した場合,復元された水理条件は密度流の下層の状態を表している可能性がある.従来の解釈では,十分な検証もなしに,密度流ベッドフォームの形成条件は開水路と同じとみなされてきたが,本研究の実験結果はこれを否定するものであった.さらに,開水路と同様の速度構造を示しているのは密度流の下層部のみであるため,この下層部の水理条件に着目すれば開水路とほぼ同じ無次元水理条件でベッドフォームができていることも明らかになった.これらの成果は博士課程のメインテーマである混濁流の2層浅水流モデルの開発,および混濁流ベッドフォーム形成プロセスの解明に繋がるものである.現時点の結果として,密度流下層の水理条件を示すパラメーターを用いた場合に,密度流ベッドフォームの形成条件が開水路ベッドフォームの形成条件とよい一致を示すということが明らかになった.今後の方針として挙げられるのは,(1)安定領域図に用いる無次元数の見直し,および(2)密度流の二層流浅水方程式モデルを開発すること,の二点が挙げられる.まず(1)については,先行研究において開水路の水理条件を示す無次元数を含め,最適な無次元数を模索することで,密度流ベッドフォームの安定領域を十分に記述できると考えられる.(2)については,日本地球惑星科学連合2018年大会での成果発表を踏まえ,引き続き数値モデル開発に取り組んでいく.成果の公表については,本研究での実験結果を,実験実施の際に滞在した研究グループの成果報告会にて発表し,有意義なコメントを頂くことができた.また,報告会以降の成果や進捗を,2019年9月に開催されるInternational Association of Sedimentologists(国際学会,ローマ)で発表する予定である.また,研究成果をまとめた論文を英文国際誌へ投稿するべく,研究指導者と議論を重ねながら原稿を執筆している.本年度は(1)密度流ベッドフォームの形成実験,および(2)開水路ベッドフォームの定義の再検討,を行った.深海で発生する密度流は,陸上の河川と同様に,流れの底面にベッドフォームを形成する.ベッドフォームの形成条件は地層から古環境を復元するための手がかりとして用いることができる.しかし,既存研究で求められたベッドフォームの形成条件は,すべて自由水面を持つ開水路(河川)での実験や観測に基づいている.開水路の流れと密度流では水理学的挙動に違いがあるため,開水路での形成条件をそのまま密度流に適用できる保証はない.すなわち,密度流堆積物の堆積構造を研究するためには,密度流の観測データに基づいたベッドフォーム安定領域図を新たに作成することが必要である.そこで,密度流ベッドフォームの形成条件を求めるため,塩水を用いた水槽実験を行った.水を張った水槽内にアクリル製の水路を設置し,塩水を水路内に流入させることで密度流を再現する.塩水濃度や水路の傾斜などの水理条件を変え,複数回水槽実験を行った.ベッドフォームが形成したときの水理条件のデータを収集・解析し,形成されるベッドフォームの形状と水理条件との関係を求めた.