hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
QCD物性における新しい相構造の解明

短距離力で相互作用するフェルミ気体において、散乱長が発散する強結合領域はユニタリー極限と呼ばれ、特に興味深い領域である。ユニタリー極限では次元を持った量が密度だけであることから、その物理的性質は相互作用の詳細に依らず普遍となる。しかし次元を持った量が密度しか存在しないことは、摂動計算に使える展開パラメータが存在しないことを意味する。従って、ユニタリー極限では理論計算は難しいと考えられており、これまで系統的な解析計算は存在しなかった。本研究では、ユニタリー・フェルミ気体において空間次元の4からのずれ(イプシロン=4-d)が展開パラメータとして使えることを示し、イプシロン展開に基づく系統的な解析方法を初めて確立した。その上でユニタリー・フェルミ気体の状態方程式、フェルミ準粒子の分散関係、超流動相転移の臨界温度など様々な物理量について、イプシロン展開の最低次とその次の次数までで計算を行った。これらの計算結果を空間次元が3の場合に外挿することで、数値シミュレーションの結果や実験値と驚くほど良く一致する値が得られた。本研究で構築したイプシロン展開は、ゼロ温度のユニタリー・フェルミ気体において現在存在する唯一の系統的な解析方法である。ここで得られた成果は、近年盛んに実験が行われている原子気体系だけでなく、中性子星などの核物質系などにも広く適用可能である。これまで理論計算は難しいと思われてきた中で、イプシロン展開に基づく系統的な解析方法を確立した本研究は、「強く相互作用する量子多体系の新しい解析方法の確立」、「ユニタリー・フェルミ気体の普遍パラメータの定量的計算」という両方の意味で理論的にも実験的にもインパクトは大きい。またイプシロン展開は、数値シミュレーションが適用できない場合、例えば粒子数に非対称性が存在する場合や輸送係数など動的性質の解明にも有用である。有限温度・有限密度における量子色力学(QCD)の相構造を強結合格子ゲージ理論を用いて解析する研究を行った。強結合格子ゲージ理論とは、強結合極限における格子QCDの作用に対し1/d展開(dは空間次元)と平均場近似を用いることで、オーダーパラメータで書かれた有効作用を解析的に導出してその相構造を調べる方法である。この方法をまず2color-QCDに適用し、カイラル凝縮、ダイクォーク凝縮、バリオン密度の振る舞いを温度、バリオン化学ポテンシャル、クォーク質量の関数として調べた。それらの振る舞いはモンテ・カルロ数値シュミレーションの結果と定性的に一致することが分かった。また得られた2color-QCDの相図について考察した。次に強結合格子ゲージ理論を有限温度・有限密度の3coLor-QCDに適用した。密度としてバリオン密度とアイソスピン密度の2種類を考え、温度とバリオン化学ポテンシャルあるいは温度とアイソスピン化学ポテンシャルの平面での相図を明らかにした。特に、有限のバリオン化学ポテンシャルの領域で3重臨界点が存在すること、クォークのフレイバー数を増加させるとカイラル回復の臨界温度が減少すること、アイソスピン化学ポテンシャルは1次相転移線を2つに分離される効果を持つことなどが分かった。またアイソスピン化学ポテンシャルの入った3color-QCDとバリオン化学ポテンシャルの入った2color-QCDとが同様の相構造を持つということも分かった。これらの研究成果を2本の論文にまとめ発表するとともに、国内会議や国際会議で口頭発表を行った。超流動状態の性質が通常のBCS状態からボーズ・アインシュタイン凝縮(BEC)的な状態へと結合の強さとともに連続的に変化するBCS-BECクロスオーバーは、引力相互作用するフェルミオン系において普遍的現象である。本研究では、低温高密度クォーク物質で実現するカラー超伝導への応用を念頭に置きつつ、BCS-BECクロスオーバー理論を相対論的な枠組みへと拡張した。有限質量を持つ相対論的4体フェルミ模型を用い、粒子数一定の条件に対してガウス揺らぎの効果まで取り入れた上で、臨界温度の結合定数依存性を調べた。その結果、弱結合領域では通常のBCS状態が実現するが、結合定数の増加とともにフェルミオンの束縛状態によるBEC状態へと推移することが分かった。さらに結合定数を大きくしていくと今度は反粒子の効果により臨界温度は上昇し、相対論的BEC状態(RBEC)が実現することを指摘した。また、ボゾン超流動体と希薄なフェルミ粒子の混合に対する低エネルギー有効理論をガリレイ不変性を指針として構築し、超流動中の渦にフェルミ粒子が束縛された状態を調べるのに用いた。その結果、束縛状態が可能なフェルミ粒子の角運動量(1)を決める簡単な公式を導くことができた。この公式をヘリウム3-ヘリウム4溶液の場合に適用することで、1=-2,-1,0の角運動量を持つヘリウム3粒子が超流動ヘリウム4中の渦に束縛されうることが分かった。さらに、粒子数に僅かな非対称性のあるフェルミ原子気体の場合にも適用した。その結果、BEC(ボーズ・アインシュタイン凝縮)極限では角運動量1=-1,0,1にしか束縛状態は存在し得ないが、ユニタリー極限に近づくに従って負で大きな角運動量を持つフェルミ原子も束縛可能になるということを予言した。

従って、ユニタリー極限では理論計算は難しいと考えられており、これまで系統的な解析計算は存在しなかった。本研究では、ユニタリー・フェルミ気体において空間次元の4からのずれ(イプシロン=4-d)が展開パラメータとして使えることを示し、イプシロン展開に基づく系統的な解析方法を初めて確立した。その上でユニタリー・フェルミ気体の状態方程式、フェルミ準粒子の分散関係、超流動相転移の臨界温度など様々な物理量について、イプシロン展開の最低次とその次の次数までで計算を行った。これらの計算結果を空間次元が3の場合に外挿することで、数値シミュレーションの結果や実験値と驚くほど良く一致する値が得られた。本研究で構築したイプシロン展開は、ゼロ温度のユニタリー・フェルミ気体において現在存在する唯一の系統的な解析方法である。ここで得られた成果は、近年盛んに実験が行われている原子気体系だけでなく、中性子星などの核物質系などにも広く適用可能である。これまで理論計算は難しいと思われてきた中で、イプシロン展開に基づく系統的な解析方法を確立した本研究は、「強く相互作用する量子多体系の新しい解析方法の確立」、「ユニタリー・フェルミ気体の普遍パラメータの定量的計算」という両方の意味で理論的にも実験的にもインパクトは大きい。またイプシロン展開は、数値シミュレーションが適用できない場合、例えば粒子数に非対称性が存在する場合や輸送係数など動的性質の解明にも有用である。
人種問題をめぐる日本と英米の外交関係・英連邦と米国における日系移民問題を中心に

研究代表者の松本は、2006年の5月のGWの期間を利用して、オーストラリアのメルボルンの州立図書館や大学図書館では英連邦のオーストラリアにおける日系移民排斥に関するかなりの資料を収集し、キャンベラの国立文書館では、当時の政府の史料、特に日系移民に関する問題についての本国英国政府との間のやり取りを扱った史料を収集した。これら資料・資料をデーター化するにあたって研究分担者の廣部が、東京大学大学院総合文化研究科付属アメリカ太平洋地域研究センターで収集した米国おける日系移民問題を扱った史料と突合せ、研究打ち合わせを何度が行った。松本は同年9月に英国グリニッジで行われた英国国際関係史学会で、The Racial Question and Anglo-Japanese Relationsという題目で研究発表を行い、英連邦であるオースラリアにおける日系移民排斥問題が日英同盟にいかなる影響を及ぼしたかを分析し、有用なコメントを幾つか得た。これらのコメントを受け、また9月に新たに英国の公文書館及び大英図書館で入手した史料を加えると共に、イギリス帝国史研究会の場で鹿児島大学の細川氏から同じ英連邦であるカナダにおける日系移民問題について受けた有用な示唆、これらを併せてThe Yellow Peril-The Racial Question and Anglo-Japanese Relations-と前回のペーパーを加筆・書き直し、2007年3月のロンドン大学歴史学研究所のセミナーで再び研究成果報告を行った。本ペーパーは論文にして発表するのに十分の水準であることを確認し、現在これを投稿論文に仕上げるべく作業中であり、2007年度中には論文としての成果発表となる予定である。また国内では黄禍論研究に詳しい城西国際大学の飯倉氏とアジア人に対する英米の人種観について意見交換の機会も得ることができた。また廣部は論文「アメリカのナショナル・アイデンティティーの危機」で米国における人種問題について論じ、着実に成果をあげている。本研究課題の一年目はほぼ研究計画通りに研究が進行しており、二年目はこの一年目で築いた基礎を元に、より発展した研究実績をあげることを目指している。2007年度は研究代表者も研究分担者も積極的に学会や著書などで、研究成果の発表を行う年となった。5月に英国に資料収集に出かけ、日英関係に関わる人種問題と英連邦であるオーストラリアにおける日系人などの有色移民排斥に関わる資料を入手し、それを9月に英国のリバプール・ホープ大学で行われたBritish International History Groupの学会でThe Yellow Peril and the Russo-Japanese War-theracialquestion and Anglo-Japanese relationsというか題名で発表し、英国及び世界中の研究者から有意義なコメントをもらい、高い評価を得た。この発表内容は英文ジャーナル『中京大学国際英語学』に掲載され、出版された。また11月に名古屋市立大学で研究代表者が幹事を務める形で開催された「イギリス帝国史研究会」では、「コモンウェルスと国際関係-人種問題とに日英関係、オーストラリアにおける日系移民は排斥をめぐってー」という課題で発表を行い、黄禍論について著書のある飯倉章氏(城西国際大学)やオーストリア史の専門家である藤川氏(大阪大学)を招いて活発な議論が行われた。この研究会での報告内容は『イギリス帝国史研究会Discussion paper』に発表という運びになった。これらの研究発表や、国内の研究者との打ち合わせには国内及び海外への旅費が使われた。研究分担者は、伊藤之雄氏と川田稔氏の編著書『20世紀日本と東アジアの形成』に「日本の汎アジア主義に対する英米の反応」という優れた論文を発表し、高い評価を得た。この論文に執筆に必要な資料を入手するため、主に東京大学のアジア太平洋センターに出張し、これには国内旅費が使われた。研究代表者と研究分担者にとって発表成果の多い年となり、来年度の本研究課題の最終年にむけての有意義な成果となった。平成18・19年度に行った研究活動の集大成を行うために、やり残した国内外での資料収集・調査をすすめた。そして過去2年間に行ってきた研究の総まとめとして、研究代表者は、国内外の学会での成果発表を行った。国外では英国の国際関係史学界において学会発表を行い、国内では6月に日本オーストラリア学界で「オーストラリアの移民規制問題と大英帝国の問題」という題目でその成果を報告し、それは学術雑誌『西洋史学』題231号、平成20年12月26日発行に藤川隆男編「オーストラリアにおける白人性の克服」の中に掲載された。英国における学会発表では、人種問題を国際関係の枠組みから論じる本研究の性格上、その安全保障や軍事的問題に関るものとして英連邦であるオーストラリアにおける白豪主義に注目し、これが単なる人種政策ではなく、安全保障政策の一環であったことを実証するという内容であったために、事前に英国での資料収集を行い、その後、北アイルランドのアルスター大学にて学会発表を行ったため、国外旅費が使われた。また研究分担者も代表者との研究打ち合わせや、東京大学アジア太平洋センターでのアメリカにおける日系移民に関する最新研究や資料の調査のために国内旅費として使用した。図書や資料の購入のために、物品費やその他の費用が使われ、また時間の制約によってミニシンポジウムは実現されなかったが、研究代表者と分担者が、国内の同研究に関わる研究者との意見交換のためにも国内旅費が使われた。
ユビキタスグリッドネットワーキング環境(uGrid)の研究

"ユビキタスグリッドネットワーキング(uGrid)"をキーワードに、計算資源、家電製品、情報機器といったデバイスを"サービスパーツ"と定義し、複数のサービスパーツをIPパケットで構成される"仮想ケーブル"で接続することで新たなサービスの実現を目指した。サービスパーツをソフトウェアに拡張し、IPルータにサーバー機能を配備するような最新のクラウドコンピューティング環境での統一的なサービス提供手段を確立した。計算機資源、家電製品、情報機器といった各種デバイスをサービスパーツと位置付け、世界中のサービスパーツを自由自在に組み合わせて、新たなサービスを実現するユビキタスグリッドネットワーキング環境の構築を目指した基盤的な技術として(1)サービスパーツ間接続技術、(2)サービスパーツ公開・探索技術、(3)アクセス制限・接続認証技術、(4)新サービス提供技術、(5)サービスインタフェイス提供技術、の検討(1、2)や調査活動(3-5)を進めた。接続技術の検討においては、市販されているUSB over IP機器を対象として、機器のIPアドレスの隠蔽とアクセス制限・接続認証を行うことを目的としたプロトコル代理応答装置を作成し、代理応答装置を利用したサービスパーツ間接続機能確認実験を実施した。実験結果より、(a)代理応答装置のIPアドレスをサービスパーツのIPアドレス情報として全世界に公開する、(b)外部のユーザは、代理応答装置との間でUSB over IPプロトコルを利用することで、間接的にサービスパーツを利用できる、(c)代理応答装置に対して外部ユーザからのIPパケットをフィルタさせる仕組みを導入することでアクセス制限を行うことが可能になる、といった基本的な要素技術を実証することができた。探索技術においては、P2P技術を用いて、サービスパーツデータベースを分散的に構築し、全世界に渡って存在するデータベースから効率的に所望のサービスパーツを見つけ出す技術として、協調サービスピア型サービスパーツ検索手法を検討し、グループ内クライアント数が同一の場合、単純スーパーピア型と比較して検索成功率を再大8倍程度高めることができることを確認した。以上、uGid環境構築に向けた基本的な技術の確認を行うことができた。“ユビキタスグリッドネットワーキング(uGrid)"をキーワードに、Everything over IPにより、計算機資源、家電製品、情報機器といったデバイスがIPを介して接続される世界が実現される世界を目指した研究を進めた。今年度は、uGridの概念に基づいたコンセプトとして我々が提案している広域分散スケールフリーディスプレイシステムにターゲットを絞り、(1)サービスパーツとしてのレンダリングサーバの探索技術、(2)プライバシー保護のための顔認識技術、(3)画像処理エンジンサービスパーツとしてのPLAY STATION3、の検討を実施した。研究成果としては、(1)に関して、複数のレンダリングサーバからタイルディスプレイシステムまでの絶対遅延時間ではなく、遅延時間差が動画映像の表示性能に大きな影響を与えることを見出した。絶対遅延時間が影響する場合は自分を中心として最短距離のサービスパーツを検索する必要がある。しかしながら、インターネット全体における遅延時間分布が、自分を中心として距離に応じて釣鐘状に分布する性質を持つため、最短距離のサービスパーツではなく、最も存在頻度の高い距離のサービスパーツを選択することで、遅延時間差を最小とする空きリソースを確保する確率が大きく向上するとの予測を得ることができた。また(2)、(3)に関しては、全体システムアーキテクチャを考察し、PLAY STATION3上で顔認識ソフトを実装し、カメラの画像を画像処理エンジンサービスパーツを経由してレンダリングサーバに転送することでプライバシー保護可能となることの原理確認を行うことができた。"ユビキタスグリッドネットワーキング(uGrid)"をキーワードに、Everything over IPにより計算機資源、家電製品、情報機器といったデバイス(サービスパーツ)がIPを介して接続される世界を目指して研究を進めた。H21年度は、これまでのuGridがターゲットとしていたサービスパーツの概念をデバイスからプログラムに拡張することを目指した。サービスパーツとしてプログラムを取り扱うことで、ハードウェアリソース及び、ソフトウェアリソースが、仮想ケーブルたるIPを介して接続され、プログラムが実行されるサーバを伝送機器とみなることで、シグナリングにより統一的にリソースを予約する"サービスシグナリング"の概念を提唱し、実証実験を実施した。H21年度の研究成果としては、(1)通信ネットワークの回線/パス自動設定に利用されるResource Reservation Protocol Traffic Engineering extensions(RSVP-TE)を利用して、ソフトウェア資源(プログラム)、ハードウェア資源(デバイス)、ネットワーク資源(仮想ケーブル)を統一的に制御可能であることを実証し、uGrid概念の適用範を拡大可能であることを実証しか、(2)100Gbps級超広帯域仮想ケーブルを実現する手段として、TCP/IP over SCTP/IPを提案し、低速環境での実証実験結果として、提案方式が有効であることを実証した、(3)アクセス制御方式の検討を進め、(a)サービスパーツのクラス分け、(b)クラス間接続ゲートウェイの導入、(c)IPアドレスの隠蔽、(d)Path Key方式による情報隠蔽、の特徴を持つアクセス制御方式を提案し、アクセス制御環境下でのサービスパーツの動的切換え機能を確認した。以上の研究成果より、uGridを"サービスシグナリング"に発展させることで、通信ノード(IPルータ)にサーバー機能を配備するような、最新のクラウドコンピューティング環境での統一的なサービス提供手段となり得ることを確認した。
対人知覚および自然概念獲得過程のファジィ・ニューラルネットワーク・モデル

ファジィ・ニュールラルネットの一種であるファジィ認知地図が,人間の概念処理のプロセス・モデルとして,どれだけ有効であるかを,調査および実験を通じて検証した.今年度の研究では主として,ファジィ認知地図で表現される属性間関係と,性格特性語カテゴリーの階層構造(並行して検証を進めつつある)との関係,および概念学習のプロセスとの関係を探求した.日本心理学会第59回大会で発表した研究では,心理学研究に掲載された,山口・河原・久野(1995)で作成した性格特性語の3つ組(上位語-中位語-下位語)に該当する属性をネットワークのノードとして用いることで,性格特性語カテゴリーにおける階層構造と,ファジィ認知地図によって捉え得る属性間関係構造との関係を検討した.まず,質問紙による評定データをファジィ認知地図に変換し,そのファジィ関係行列をノード間の結合荷重として持つニューラルネットワーク・モデルによるコンピュータ・シミュレーションを行った.その結果,上位語から活性化伝播を行った場合には下位語が,中位語から活性化伝播を行った場合には下位語が,下位語から活性化伝播を行った場合には中位語が強く活性化されるといったパターンが得られた.この結果は,中位語がいわゆるベーシック・レベルの概念に相当し,この水準における対象の特定が最も弁別力が高いことを示唆しているものと考えられる.また,日本教育心理学会第37回総会で発表した研究では,学習刺激特性として上位語-中位語-下位語を用いた概念学習実験を行い,階層構造における水準と概念獲得課題の難易度の難易度の間に関係があることを明らかにした.なお,ファジィ認知地図モデルと従来の多変量解析の技法とを対照する理論的研究,および概念的推論課題実験における被験者の反応潜時と,ネックワークモデルの動作における競合・協調の安定化までの時間を対照する研究が現在進行中である.ファジィ・ニュールラルネットの一種であるファジィ認知地図が,人間の概念処理のプロセス・モデルとして,どれだけ有効であるかを,調査および実験を通じて検証した.今年度の研究では主として,ファジィ認知地図で表現される属性間関係と,性格特性語カテゴリーの階層構造(並行して検証を進めつつある)との関係,および概念学習のプロセスとの関係を探求した.日本心理学会第59回大会で発表した研究では,心理学研究に掲載された,山口・河原・久野(1995)で作成した性格特性語の3つ組(上位語-中位語-下位語)に該当する属性をネットワークのノードとして用いることで,性格特性語カテゴリーにおける階層構造と,ファジィ認知地図によって捉え得る属性間関係構造との関係を検討した.まず,質問紙による評定データをファジィ認知地図に変換し,そのファジィ関係行列をノード間の結合荷重として持つニューラルネットワーク・モデルによるコンピュータ・シミュレーションを行った.その結果,上位語から活性化伝播を行った場合には下位語が,中位語から活性化伝播を行った場合には下位語が,下位語から活性化伝播を行った場合には中位語が強く活性化されるといったパターンが得られた.この結果は,中位語がいわゆるベーシック・レベルの概念に相当し,この水準における対象の特定が最も弁別力が高いことを示唆しているものと考えられる.また,日本教育心理学会第37回総会で発表した研究では,学習刺激特性として上位語-中位語-下位語を用いた概念学習実験を行い,階層構造における水準と概念獲得課題の難易度の難易度の間に関係があることを明らかにした.なお,ファジィ認知地図モデルと従来の多変量解析の技法とを対照する理論的研究,および概念的推論課題実験における被験者の反応潜時と,ネックワークモデルの動作における競合・協調の安定化までの時間を対照する研究が現在進行中である.
高耐食性合金の腐食に伴う水素吸収が引き起こす特異な脆化挙動と腐食促進

本研究では、ステンレス鋼やニッケルーチタン超弾性合金などの実用化されている高耐食性合金の腐食に伴う水素吸収が引き起こす特異な脆化及び腐食挙動について、材料試験、昇温放出水素分析、電気化学的試験などから調べ、いくつかの重要な知見を見出し、その機構について検討した。特に、合金中の水素がマルテンサイト変態と動的相互作用することにより、脆化が顕著に促進され、腐食挙動に影響を及ぼす場合があることは、研究例の多い高強度鋼のそれらと大きく異なるため注目すべき成果である。本研究で得られた知見は、高耐食性合金の安全性・信頼性のさらなる向上のための寿命評価法や開発の新たな指針となることが期待される。本年度は、ステンレス鋼中の水素の存在状態を変化させることを目的とした改良陰極電解水素添加法を用いると、極低温の高速引張試験において早期破断を引き起こし、粒界破面率が顕著に増加することを示した。高速変形下では、水素が転位と相互作用しにくいため、ひずみ誘起されるマルテンサイト変態と相互作用する水素が顕著になることを示唆している。ニッケルーチタン超弾性合金に、引張応力を負荷し応力誘起マルテンサイト相に水素を添加した後に除荷すると、水素添加量の増加に伴って逆変態が抑制されることを明らかにした。これは、マルテンサイト相に固溶した水素は母相への逆変態を強く抑制すること示し、逆変態と水素との相互作用が脆化に大きく影響する場合があることを示している。また、微量水素添加による本合金の局部腐食抑制は、溶液温度、弾性変形や応力誘起変態などの影響を受けても効果があることを系統的に示した。純チタンは、顕著な腐食が起こらない水中でさえ、摩耗による酸化皮膜の破壊に関連して脆化するほどの水素を吸収することを見出した。この水素吸収は、生体内における材質劣化の原因の一つと考えられる。水素吸収後の純チタンを大気中で熱処理することで水素化物の析出形態を制御すると、水素化物が転位運動を抑制することで負荷応力下における室温クリープ変形が抑制されることを示した。水素吸収した純タンタルを大気中で時効すると試料外へ水素放出することなく、脆化が促進されることを見出した。このことは、時効中の水素の拡散による欠陥の形成が脆化に影響を及ぼしていることを示唆している。以上のように、本年では高耐食性合金の水素吸収が引き起こす特異な脆化及び腐食挙動を数多く見出し、その脆化機構を検討した。これらの知見は、合金の寿命評価及び合金開発の新たな指針となると考えられる。本年度で得られた結果の一部は、当初計画した通りに学会などで研究成果として発表している。それに加えて、当初予想したものと異なる高耐食性合金の特異な水素脆性挙動もいくつか見出すことができている。昨年度に引き続き本年度では、高耐食性合金の水素吸収が引き起こす特異な脆化及び腐食挙動に関するいくつかの新たな知見を見出し、それらの機構について検討した。その一つとして、本年度はNi-Ti超弾性合金の塑性変形に及ぼす水素の影響について、水素とマルテンサイト相の塑性変形との相互作用は、水素と応力誘起マルテンサイト変態との相互作用に比べて、欠陥を多く生成し水素の存在状態変化が大きいことを示した。また、塑性変形前の水素の存在状態の違いは、転位の動き始めに大きな影響を及ぼすことも示唆した。負荷応力下のNi-Ti超弾性合金の過酸化水素含有生理食塩水中における破壊特性を、機械的性質にほとんど影響を及ぼすことのない微量の水素を添加することにより、局部腐食を抑制させることで改善することに成功した。これは、水素による局部腐食抑制だけでなく、試験溶液中における酸化皮膜の再生との相乗効果によると考えられた。また、試料中の水素濃度だけでなく、水素の存在状態の違いも局部腐食の抑制に影響していることを示した。ステンレス鋼の水素脆性について、昨年度と同様の改良陰極電解水素添加法を用いると、オーステナイト安定性の高いSUS316Lステンレス鋼であっても、極低温の高速引張試験において水素脆化することを明らかにした。また、SUS304ステンレス鋼との比較から、加工誘起マルテンサイト変態と水素との相互作用がステンレス鋼の水素脆化に及ぼす影響は、オーステナイト安定性が高くなると小さくなることを示した。以上、本研究で得られた知見は、合金の寿命評価法や合金開発の指針などに影響を及ぼすと考えられる。本年度までに得られた知見の一部は、学会及び学術論文などで研究成果として発表している。また、当初想定した以上の高耐食性合金の特異な水素脆化及び腐食挙動もいくつか明らかにしていることからなどからも、おおむね順調に進展しているといえる。昨年度までの結果に基づき、最終年度においても、高耐食性合金の水素吸収が引き起こす特異な脆化及び腐食挙動に関する新たな知見を見出し、それらの機構について検討した。特に注目すべきは、ニッケル-チタン超弾性合金において、吸収された水素と応力誘起マルテンサイト変態との動的相互作用によって導入された微視的な構造欠陥が、本合金の脆化に顕著な影響を及ぼしている可能性について、動的相互作用後に脱水素熱処理を施した場合においても、脆化が回復しないという結果から示したことである。同様の実験を行った準安定オーステナイト系ステンレス鋼においても、ひずみ誘起マルテンサイト変態と水素との動的相互作用により、粒界破壊しやすくなるという脆化促進現象を見出したが、動的相互作用によって導入される構造欠陥そのものだけで脆化に直接関与することを示す結果は得られなかった。

このことから、ニッケル-チタン超弾性合金とは異なり、ステンレス鋼の脆化には、水素と構造欠陥の両方の存在が必要であることが示唆された。研究期間全体を通じて得られた結果から総合的に判断すると、高耐食性合金の水素吸収が引き起こす諸現象は、これまで様々な研究がなされてきた高強度鋼などのそれとは異なる点も多く、機械的性質の劣化挙動や局部腐食の抑制あるいは促進などにおいて特異性が高く、その機構の一部には、結晶構造変化と水素との動的相互作用が大きな役割を果たしていることが明らかになった。以上、本研究で得られた知見の多くは、種々の合金の寿命評価法や開発指針などに大きく役立つことが期待される。本研究では、ステンレス鋼やニッケルーチタン超弾性合金などの実用化されている高耐食性合金の腐食に伴う水素吸収が引き起こす特異な脆化及び腐食挙動について、材料試験、昇温放出水素分析、電気化学的試験などから調べ、いくつかの重要な知見を見出し、その機構について検討した。特に、合金中の水素がマルテンサイト変態と動的相互作用することにより、脆化が顕著に促進され、腐食挙動に影響を及ぼす場合があることは、研究例の多い高強度鋼のそれらと大きく異なるため注目すべき成果である。本研究で得られた知見は、高耐食性合金の安全性・信頼性のさらなる向上のための寿命評価法や開発の新たな指針となることが期待される。本年度に得られた高耐食性合金の特異な水素脆化及び腐食挙動の現象に関する知見をさらに詳細に調べる予定である。また、その機構についても検討する予定である。本年度までに得られた高耐食性合金の特異な水素脆化及び腐食挙動に関する知見に基づいて、さらに詳細に調べる予定である。材料加工・組織制御工学本研究で取り扱った高耐食性合金において、予想外の興味深い特異な水素脆化挙動がいくつか見出されたが、おおむね順調に研究が進行し、当初予定していた追加や補足実験等で必要となる消耗品等を購入する費用を軽減することができたため。おおむね順調に研究が進行し、想定していた追加や補足実験などで必要となる試験用材料や試料加工用関連物品などの消耗品等を購入する費用などを軽減することができたため。次年度の研究費は当初に計画した通り、実験消耗品(試験用材料、試験加工用関連物品、試薬など)、旅費(研究打合せ旅費、成果発表旅費など)、人件費・謝金(実験補助費、英文校閲費など)、その他(印刷費、論文掲載費など)として使用する予定である。当初に計画した通り、実験消耗品(試験用材料、試験加工用関連物品、試薬など)、旅費(研究打合せ旅費、成果発表旅費など)、人件費・謝金(実験補助費、英文校閲費など)、その他(印刷費、論文掲載費など)として使用する予定である。
汎用自動チューニング機構を実現するためのソフトウェア基盤の研究

自動チューニング(AT)を汎用的技術として確立することをめざし、以下の4領域にて研究を行った。数理領域では、AT数理コアライブラリATMathCoreLibを開発・公開、また性能相関を扱う数理手法を開発した。プログラミング領域では、上記ライブラリをAT記述言語ppOpen-ATに組込み、またコード配置の偶発性による性能変化を打ち消す手法を提案。システム領域では汎用的Auto-Tunerの構成法提示、また性能情報取得を軽量化した。アプリケーション領域では行列計算・大規模探索のAT、上記ライブラリのアプリに適用した。このように4領域を連携しつつ集中的に研究、ATの汎用技術化に向けて成果を挙げた。本課題では,これまでの自動チューニング技術をさらに発展させ,プログラミング領域,数理領域,システム領域,アプリ領域の4領域で研究を展開し,自動チューニングのための汎用的なソフトウェア技術を総合的に研究開発することを目的としている.初年度である平成24年度には,研究グループを立ち上げ,2回の全体ミーティングを開催して参加研究者間で議論した.また自動チューニングに関する国際ワークショップiWAPT,自動チューニング関連科研費合同の国内向けシンポジウムATTAを開催し,国内外の自動チューニング研究をリードする活動を行った.また研究成果として以下のものがある.自動チューニングのための数理ライブラリATMathCoreLibのC言語実装.変動する条件に適応し,変動前後の性能相関を利用した効率的な最適化手法.反復法のOpenCL実装の自動チューニングのための3ステップからなる統計的手法.インライン展開の解析,条件文解析の厳密化により,インテリジェントな最適化の部分的実装.コードシェーカと統計処理により,コード配置に依存する性能の差異を打ち消す手法.並列ソフトウェアのための性能情報抽出の軽量化(既存手法の10100倍).アクセス予測情報とVMライブマイグレーション性能をアクセス履歴に基づいて評価.特異値分解におけるCPU・GPU協調並列化および負荷分散の最適化.第一原理分子動力学法における固有値計算に対する4DAC分析.並列グラフ探索ライブラリの実装およびチューニングパラメタの抽出.代数的多重格子法ライブラリを流体解析に適用する際のパラメタ最適化.京コンピュータ向け遺伝子ネットワーク推定ソフトウェア実装.階層的に多様な並列化技術を隠ぺいし実行時に選択可能なフレームワークの開発.自動チューニングの実現には、プログラミング、システム、数理、アプリケーションの4領域の技術的確立が必要である。本課題はこの4領域の研究を推進し,自動チューニングのための汎用的なソフトウェア技術を総合的に研究開発することを目的とする。数理分野では,自動チューニング数理ライブラリATMathCoreLibの機能拡張を行なった.また性能相関という概念を提唱し,変化点のある自動チューニング,密行列積,疎行列ソルバ等において数理モデル化と準最適実験計画の構築を行った.アプリケーション分野では,特異値分解アルゴリズムにATMathCoreLibを活用しブロックサイズを最適化した.また,特異値分解のGPU・CPU間負荷分散,大規模疎行列解法AMGソルバのアルゴリズムパラメタ,大規模並列探索ライブラリFuegoのアルゴリズムパラメタなどの自動チューニングの研究を行った.プログラミング分野では,自動チューニング記述言語pp-OpenATを拡張して上述のATMathCoreLibと接続した.また上記のAMGソルバにpp-OpenATを接合して自動チューニング機能を提供した.システム分野では,多様な計算機で高性能なコードを生成するために役立つ異機種用実行可能ファイルの実行の自動転送機構,擬似的動的プロセス生成ミドルウェアについて開発した.また,他研究費と共催で以下の活動を行った.2012年7月17日には神戸にて自動チューニングに関する国際ワークショップiWAPT2012をVECPAR併設WSとして開催した.2012年12月25日には東京大学にて第4回自動チューニング技術の現状と応用に関するシンポジウムを実施し,研究成果を発表した.また2013年3月2729日に,台湾大学にて自動チューニングに関する国際会議を開催し,日本,台湾,フランス,イタリア,米国の研究者が一堂に会して議論を行った.自動チューニングの実現には,プログラミング、システム、数理、アプリケーションの4領域の技術的確立が必要である。数理領域では,本課題で開発した手法を自動チューニング数理コアライブラリATMathCoreLibに実装し,性能モデルが既知の場合に容易に使えるライブラリを実装した.プログラミング領域では,自動チューニング記述言語ppOpen-ATにATMathCoreLibを組込み,実行時に問題の性質が変わる状況でのアルゴリズム切り替えや消費電力最適化の研究成果を挙げた.

また,プログラムのコード配置による性能のばらつきの統計的処理,データ再配置による局所性改善,GPGPUにおける性能モデルで成果を得た.システム領域では,自動チューニングの定型的枠組みであるAuto-Tunerのプロトタイプを構築し,d-splineを活用してGPU向け行列計算に利用した.アプリケーション領域では,行列計算に複数アルゴリズムが存在し,それぞれ異なる性能パラメタを持つ場合のモデル構築法を提案し,ATMathCoreLibに適用した.また,これらの知見に基づき,密行列QR分解のアルゴリズムの一つであるTSQRの性能モデル構築,疎行列解法のAMGライブラリのオンライン自動チューニングを実現した.また,木探索アルゴリズムの並列手法の改善と,それを用いた数値制約充足問題の大規模並列化を実現した.このように,本研究によって自動チューニングに必要な4領域の研究を総合的かつ連携して進めることができ,行列計算や探索アルゴリズムにおいて有効性を示した.また,国際ワークショップiWAPT,国内ワークショップATTA,国際会議ATATを関連研究費と共同で開催し,国内外の自動チューニング研究を先導した.26年度が最終年度であるため、記入しない。ハイパフォーマンスコンピューティング26年度が最終年度であるため、記入しない。各研究者の優れた研究をさらに発展させることができているとともに,本課題全体について各研究者が意識を共有することができており,領域間の連携についても提案・計画が進んでいる.これらにより,本課題の目標に向けて初年度としてよい滑り出しができたと言える.プログラミング、システム、数理、アプリケーションの4領域のそれぞれで成果を挙げるとともに,早くから領域間をまたぐ研究成果も複数出ており,研究は順調に進捗してきた.プロジェクト内では全体ミーティング,マイクロワークショップを開催して連携を深め,個別研究者間での共同研究も進めている.また,国内の関連主要学会において複数の発表をして成果を発信するとともに,独自シンポジウムを開催して広く一般に成果を発信することを進めている.国際的にも,従来から行っている国際ワークショップiWAPTに加えて,台湾大学との緊密な連携のもとに新たな国際会議の立ち上げにより,日台欧米を巻き込んだコミュニティ形成がなされ,自動チューニングの国際的連携研究の中心的グループとなっている.各領域で独自性の高い成果が出ているので,これをさらに推進する.また,領域間の連携として,自動チューニング数理ライブラリATMathCoreLibと自動チューニングプログラミングインタフェースABCLibScriptの連結と,これらを用いたアプリケーション領域への適用が検討されており,これを詰めてゆく.年2回の全体ミーティングにより研究者の協働を下支えし,国際ワークショップiWAPTおよび科研費合同シンポジウム
量子ドット・細線の量子コヒーレンスの検出と制御に関する研究

個々の電子の量子力学的性質を正確に制御できれば、固体量子物理の学術と情報処理への応用の両方に新概念を提供できる.本研究では、半導体量子ドット、細線を用いてその基礎研究を行った.ドット中の電子スピンの量子力学的性質を利用した情報単位と演算の実現、超伝導効果を含めた種々のスピン効果の電気的制御、量子細線中の電子波の量子コヒーレンスの電気的制御など、上記概念の原理確認に初めて成功した.これにより量子コヒーレンスの制御と物理の進展に大きく貢献した.近年,半導体ナノ構造を用いて量子閉じ込め、相互作用に起因する現象が観測されるようになった。この研究では構造の対称性や電子密度、外部結合などの内部自由度を制御することが功を奏してきた。一方で、個々の量子の性質を積極的に応用しようとする「量子情報」の研究が急速に進展している。その中で、我々は量子細線、ドットの量子現象の制御と検出の研究に関して先駆的な役割を果たしてきた。本研究は、上記研究を発展させて、単一の量子(電荷、スピン)と相関を高精度に制御し、その結果発現する現象を観測・解明、その延長として量子情報の物理と技術に貢献することである。同様な研究の方向は次第に当該分野の主流に成りつつあるが、その大半は量子情報への応用に特化している。本研究は、あくまで固体物理の視点で量子コヒーレンスと相関の物理を探求する。個々の電子の量子力学的性質を正確に制御できれば、固体量子物理の学術と情報処理への応用の両方に新概念を提供できる.本研究では、半導体量子ドット、細線を用いてその基礎研究を行った.ドット中の電子スピンの量子力学的性質を利用した情報単位と演算の実現、超伝導効果を含めた種々のスピン効果の電気的制御、量子細線中の電子波の量子コヒーレンスの電気的制御など、上記概念の原理確認に初めて成功した.これにより量子コヒーレンスの制御と物理の進展に大きく貢献した.1.単一スピンの量子コヒーレンス(1)単一電子スピン共鳴用の傾斜磁場発生法を検討し、強磁性薄膜により所望の磁場勾配が得られることを計算機シミュレーション、Stern-Gerlach実験などにより確認した。微小強磁性薄膜を備えた2重量子ドットを作成し、必要なマイクロ波印加、スピン検出などの条件を確認した。(2)動的核スピン偏極の電圧制御法を確立し、40-50%の偏極率(世界最大)を達成した。核スピン揺らぎの抑制について1重項-3重項共鳴の近傍に適当な領域があることを指摘した。2.近藤コヒーレンスと超伝導・強磁性の競合(1)InAs量子ドットのスピン軌道相互作用(SOI):Au電極と弱く結合したInAsドットを作製し、磁場下での基底状態遷移点の励起状スペクトルに現れる反交差を観測し、同系で初めてSOIの大きさ(100meV)を求めた。(2)超伝導電流の観測:自己形成ドットで初めて超伝導電流を観測した。これは当初計画よりも大幅に早い達成てある。また臨界電流が、ゲート電圧つまり伝導度に依存して増減することを明らかにした。特に奇数電子領域ではπ接合となっていることを示す結果も得た。(3)強磁性と近藤効果の競合:Niを電極とするInAsドット試料を作製し、近藤効果を調べた。しかし、まずNi電極からの漏れ磁場などの問題を改善する必要があることが分かったので、来年度は試料と電極界面の改善を再検討する。3.観測による量子コヒーレンスの破れ:(1)電荷コヒーレンス制御:結合量子細線において電荷のコヒーレント振動(細線間を行き来する運動)の確認に成功した。しかし、振動周期より短い時間内では、観測に用いるクーロンドラッグの効果が弱すぎることがわかったので、新たな観測法としてABリングと結合量子細線の結合系を提案した。(2)スピンコヒーレンス制御:ドット中の近藤状態の形成とドット中の電荷検出ができる試料構造を設計し、作成した。1.単一スピンの量子コヒーレンス(1)傾斜磁場法による単一電子スピン共鳴、及び2重量子ドットの2個の電子に個別のスピン共鳴実験に初めて成功した(報道発表)。続けて、Rabi振動実験にも成功し、Rabi型T2時間は1.sec以上であることを確認した。(2)核スピン制御に関して、重要な物理パラメータである交換エネルギーとバイアス電圧の関係を初めて定量的に評価した。ゆらぎ問題に関しては、縦型2重量子ドットの電荷読み出し法、電子スピン-核スピン間のフリップフロップ結合の検出法を開発した。2,近藤コヒーレンスと超伝導・強磁性の競合(1)InAs量子ドットについて、昨年度観測したスピン軌道相互作用(SOI)誘起状態分裂の磁場角度依存性を測定し、自己形成ドットに特有な異方的閉じ込めの影響、特定の磁場角度におけるSOI効果の解消、などの重要な知見を得た。(2)超伝導電極と常伝導電極を有するInAsドット試料で、非平衡伝導度測定によりクーパー対伝導に本質的なアンドレーエフ束縛状態の検出に成功した。そのゲート電圧依存性から、基底状態がBCS一重項状態から磁気的二重項状態への相転移、近藤状態とのクロスオーバーなど重要かつ新しい知見を得た。両超伝導電極試料では、近藤温度の大小と超伝導電流の関係(正常接合かπ接合)の詳細を解明中。3.観測による量子コヒーレンスの破れ(1)ABリングと結合細線の結合系を伝播する電子が、"どちらの細線に存在するか"を2状態とする量子ビットとして使えることを実験的に示した。

また、ABリングに近接する量子細線に電流を流して量子ビットに人工的なディフェージングが導できることを確認した。(2)量子ドット中の近藤状態が、近接した量子ポイントコンタクトに流れる電流よって破れることを確認した。しかし、これは量子ドット中のスピンデフェージンではなく、電子温度の上昇で説明できることがわかった。1.単一スピンの量子コヒーレンス(1)傾斜磁場法による2個の電子スピン量子ビット(ラビ振動)を初めて実現し、それぞれについてラムゼー測定を行い、いずれもデフェージング時間T2*〓100nsec、片方についてエコー実験からデコヒーレンス時間T2〓3μsecを得た。これらは、従来の報告値より510倍大きい。強い磁場を加えたこと、あるいは観測の影響が原因と考えられるが、詳しくは検討中。さらに、2スピンの交換と片方のスピンの回転を組み合わせたユニバーサルSWAPに初めて成功した。(2)核スピン制御に関して、横型ドット試料を用いて、電子スピン共鳴線に対する明瞭な核スピンの影響(核磁場ゆらぎによる共鳴線の揺らぎ、超微細結合を介した動的核スピン分極による共鳴線のドラッグ現象)を確認した。前者は上記T2*の主要因と考えられる。2.近藤コヒーレンスと超伝導の競合(1)InAs量子ドットを含むジョセフソン接合において、サイドゲートを作製し、近藤効果の電気的制御に成功した。系統的に近藤温度を制御すると、近藤効果が支配的な領域では超伝導電流が増大し、磁気的縮退状態では超伝導電流が強く抑制される0-π接合相転移を詳細に調べた。(2)スピン軌道相互作用による準位反交差を、近藤効果により検出し、InAs量子ドットに近接したサイドゲートでスピン軌道相互作用の大きさを制御することに成功した。3.観測による量子コヒーレンスの破れ(1)ABリングと結合細線とを結合させた飛行量子ビットの制御系において、多端子構造のためではなく、量子力学的な状態変化によって時間反転対称性やOnsagerの法則が破れることを明らかにした。これは、この飛行量子ビットが外部端子の電圧揺らぎによる影響を受けないことを意味し、この系が観測問題を扱う上で理想的であることが確認された。(2)量子ドットに近接して置かれた電荷検出計(量子ポイントコンタクト)に電流を注入し、その影響を調べた。その結果、電荷検出計からのバックアクションによって量子ドット内の電子スピン状態が直接影響を受けないことが確認された。1.単一スピンの量子コヒーレンス(1)傾斜磁場を利用した新型量子ビット:横型2重量子ドットを用いて、安定な独立2個のスピン量子ビット、スピン回転と交換操作の組み合わせによる量子もつれ状態の変調と検出に初めて成功した。また、磁石設計を最適化して、高いスピン回転と大きい局所磁場が得られることを確認した。(2)核スピン制御:上記量子ビット操作における動的核スピン偏極の影響、発生メカニズムについて検討し、光子介在によって核スピン偏極が起こることを提案した。2.近藤コヒーレンスと超伝導・強磁性との競合(1)InAs量子ドットにおけるスピン軌道相互作用(SOI):SOIの電場制御では、角度依存性はRashba型SOIを示唆しており、電場によりSOIが誘起する磁場方向も変化することを明らかにした。
精製ABCAIを用いたコレステロール排出機構の解明

当研究員はこれまでに昆虫細胞Sf9にヒトABCA1を発現させ精製し、精製ABCA1のATP加水分解活性を人工リポソームに組み込むなど様々な条件下において測定することにより機能解析をおこなった。生化学的アプローチの結果から、ホスファチジルコリンとコレステロールがABCA1の輸送基質となるモデルを提唱した。この研究の経緯から、ヒト膜タンパク質を精製しその機能をさらに詳細に解析するためには、哺乳類由来培養細胞を用いることが有利であると考え、胎児腎臓由来293F-FreeStyle細胞を用いてABCタンパク質を大量に発現させる系を構築した。293F-FreeStyle細胞で安定に発現させたABCA1はSf9を用いたときより高い効率で可溶化された。また、293F-FreeStyle細胞に安定発現させたABCA3は、肺胞II型細胞に発現した内在性ABCA3と同様にリソソームでプロセッシングを受け、高い効率で膜から可溶化された。続けて、ABCA3のプロセッシングによる成熟化についてより詳細に解析した。ABCA3安定発現293F-FreeStyle細胞で非代謝型のグルコースを用いてオートファゴリソソームを誘導すると成熟型ABCA3が増加した。またリソソームのpH低下を解消する試薬であるクロロキンで処理すると成熟型ABCA3が顕著に低下した。さらに、ABCA3の発現によって細胞内のpHが有意に低下することが、蛍光顕微鏡を用いた解析によって明らかとなった。成熟型ABCA3は、前駆体ABCA3とともにヒスチジンタグと陰イオン交換カラムのDE52を用いて高収率で精製することができ、精製ABCA3は、ATP加水分解活性を示した。以上のことより、膜タンパク質の発現-精製系として293F-FreeStyleが有効であることが明らかとなった。現在ABCA1とABCA3の機能解析を精力的に進めている。ABCA1発現ウイルスを作製し、昆虫細胞Sf9に感染させABCA1が発現した膜画分を得た。膜画分を、タンパク質の変性作用がほとんどないと考えられるNaClによって膜表在性タンパク質を除いた後、ドデシルマルトシドによってABCA1を可溶化しNi-NTAアガロースで精製した。精製純度は約60%であったが精製ABCA1はATP加水分解活性を有し、脂質に依存したATP加水分解活性を示した。続いて、細胞からの脂質排出活性が消失するABCA1K939M変異体とK939M,K1952M変異体の発現ウイスルを作製し、野生型と同様の方法で精製しATP加水分解活性を測定した。これらの変異体はいずれも著しくATP加水分解活性が低く、また脂質によるATP加水分解活性の誘導も掛からなかった。さらに野生型ABCA1のATP加水分解活性が植物性脂質よりも動物性脂質で強く誘導されることが分かり、現在リン脂質の種類や脂肪酸、ステロールの選択性の解明に向けての研究を精力的に進めている。高密度リポタンパク質(HDL)はアポリポタンパク質A-I(apoA-I)が脂質を包含することによって形成される。これまで、apoA-Iの脂質包含動態の解析について、in vitroの実験系では物理化学的なアプローチが主であり得られる知見に限りがあった。今回、精製ABCA1にapoA-Iを添加し反応させることでapoA-Iの構造が変化し、HDLのサイズに達するまでapoA-Iに脂質が受け渡されている様子が観察され、またABCA1とapoA-Iが直接的に相互作用することが明らかとなった。これらの結果から、精製ABCA1を用いた再構成系の研究をさらに進めることによってHDL新生反応メカニズムの解明に大きく貢献できることが期待される。
沖縄県具志川市具志川グスク崖下地区の発堀調査

琉球列島の人類史については、先史時代とグスク時代(中世)の間に、文化的・形質的に大きな変化があったことが知られている。しかし、その変化がどのようにして形成されていったかなど、具体的な解明はほとんど進んでいない。その原因は先史時代からグスク時代への移行期の情報が決定的に不足しているからである。本研究では、試掘調査によって当該期の遺物と人骨が確認された具志川グスク崖下地区において、人類学・考古学双方からの総合的な発掘調査を行い、また、出土する人骨や遺物の分析を通して、琉球列島における人類史の空白を埋める手がかりを探ろうとした。発掘調査は、平成17年8月に2週間と12月に1週間、平成18年11月に9日間の計3回実施した。平成19年度は出土した人骨と遺物の整理・分析を全員で分担して行い、また、研究会を毎月1回程度行うなど、報告書作成に向けて準備を進めた。調査の結果は、本遺跡が再葬墓であること、また、人骨の中には火葬されたもの、骨になった後に焼かれたものが含まれており、南西諸島における先史時代の葬制・墓制を知る上で貴重な遺跡であることが明らかになった。遺物の出土も豊富で、九州系の弥生土器、貝小珠、サメ歯模貝製品、マクラガイ製貝製品、緻密な文様が施された貝製品等が多量に出土した。豊富な装飾品が人骨に伴って出土するのも本遺跡の特徴である。これらの遺物の構成は種子島広田遺跡を彷彿とさせるもので、広田人と本遺跡の人の関係が注目されるところである。しかし、風習的抜歯のタイプが異なる点など、新たな課題も見つかっており、南西諸島における人や物の移動を考える上でさらに興味深い成果となった。具志川グスクは過去に2度の発掘調査が行われ、貝塚時代後期終末期から15世紀中頃の遺構や遺物が検出されている。本プロジェクトではグスク南西側崖下地区の発掘調査を企画した。この地区は平成7年の具志川市教育委員会および昨年我々が行った試掘調査によって、グスク時代の遺物のほか、弥生時代中期とされる九州系土器と多数の人骨が確認されており、貝塚時代からグスク時代の人びとの生活解明に、考古学、人類学双方から取り組むことの出来る貴重な遺跡である。プロジェクト初年度である平成17年度は、既に試掘によって確認されているグスク時代および弥生時代の包含層の検出、人骨、遺物の掘り出しと採取を目標に発掘調査を行った。調査は夏期休業期間中の8月12日から26日に第1回目を、冬期休業期間中の12月26日から30日に第2回目を実施した。本年度調査の主な成果は以下の通りである。1.遺構(2箇所)の発見から埋葬遺跡の本体もしくはそれに極めて近い場所が特定された。2.北側で焼骨のみが埋められたピットが発見された。南西諸島における先史時代の葬制・墓制を知る上で貴重な発見と思われる。3.イモガイやオオツタノハなどの貝製腕輪の他、多量の貝小玉が出土した。貝小玉は30cm四方の範囲からまとまって出土しており、おおよそ首飾り状のまま埋まったものと思われた。このような出土例は広田遺跡のように貝製品を装着しての埋葬以外では初例である。4.九州系の弥生土器がまとまって出土する特徴的な遺跡であることが明らかになった。5.人骨はすべて二次的に集骨された状態で出土した。また、風習的抜歯痕(2I_12I_2)と思われる下顎骨が確認された。

平成18年度は、11月11日から11月19日までの9日間、発掘調査を実施した。今回の発掘においては、主に17年度の調査で検出された焼骨層の確認と、遺跡形成の初期段階を知るために最下層を確認することを目標とした。その結果、遺跡全体の堆積状況は概ね次のように考えられた。I層が現代近代頃?の遺跡一帯を覆う表土層。II層が近世?・グスク時代貝塚時代後期の貝塚状の堆積層。III層が人骨を多量に含む褐色の砂層、特に下層部は弥生時代のプライマリーな堆積層と考えられる。これらの層は全体的に崖側から谷側に向かって落ち込むように堆積しており、崖側が薄く、谷側が厚くなる。遺物もコンスタントに出土した。土器は弥生時代中期後半から後期頃、古墳時代でも前半頃までの九州産の弥生土器と考えられた。在地土器はほとんど見られず、搬入土器で構成されるのが特徴である。貝製品については、数種類に分類される貝小珠、サメ歯模貝製品、マクラガイ製貝製品、緻密な文様が施された貝製品等が多量に出土している。豊富な装飾品が人骨に伴って出土するのも本遺跡の特徴である。また、崖下地区から出土する人骨には3種の特徴があることが分かった。(1)白骨化したままで火を受けていない骨、(2)白骨化した後に焼かれた骨、(3)遺体を火葬したと思われる骨である。成果については、12月5日に地元公民館において一般向けの報告会を開催した。発表は土肥のほか、研究協力者である沖縄県立埋蔵文化財センター片桐千亜紀専門員等が行った。さらに、年間を通した活動として、沖縄のメンバーについては12ヶ月に1回程度の研究会を行ったが、2月17日から19日の3日間、研究分担者を含めた全体の研究会および研究打ち合わせ会を琉球大学において開催した。研究会は地元の考古関係者・学生にも公開とした。平成19年度は、前年度までに発掘された人骨と遺物の整理・分析を行い、報告書作成の準備を進めた。人骨は土肥・片桐を中心に整理作業を行い、被葬者数の推定、葬法の分析を行った。本遺跡では、火を受けていない乾燥骨、骨になってから火を受けたと思われる焼骨、火葬骨が検出され、先史時代の南西諸島では多様な葬法があったことが明らかになった。先史時代の焼人骨葬は本土日本でも見られる葬法であるが、詳細は良く分かっていない。そこで、焼人骨葬の情報を収集するため、片桐他が長野県飯田市へ出向き、中平中遺跡人骨資料との比較検討を行った。考古遺物は土器、貝製品、動物遺体、植物遺体などについて、宮城、西銘他の研究協力者を中心に、それぞれの分担に従って整理と分析を行った。特に、遺跡の年代を絞り込むために、土器、貝製品については南九州、種子島広田遺跡との比較検討を行い、その結果、遺跡の年代は概ね弥生時代後期と推定された。また、毎月一回の勉強会も継続して行い(沖縄県立埋蔵文化財センター)、報告書作製に向けて全体の準備を進めた。竹中は種子島広田遺跡人骨の比較調査を行った。篠田、米田は人骨のサンプリングを行い、分析を進めているところである。成果の一部は、10月68日行われた第61回日本人類学会大会において発表した(土肥、竹中、片桐)。平成20年2月13日には島根県古代文化センターの大賀克彦氏による弥生期ガラス玉の勉強会を行った。