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標準形理論による可積分系の剛性と大域構造の解析

解析的な非可換可積分ハミルトン系の特異点の近傍における作用-角変数の一般化問題を中心に研究を行なった。これは第一積分の存在という幾何学的な条件によって可積分性を規定したとき,そこから系の解の挙動を記述する座標を見つけることができるか?という問題である。第一積分が互いにポアソン可換な場合は,可積分系の基本定理といえるリウビル-アーノルドの定理が知られているが,ポアソン可換性を仮定せず,かつ第一積分のつくるレベル集合が特異点を含む場合を考察し,特異軌道に付随したポアンカレ写像に対するバーコフ標準化を通じて「解ける座標」を導入することで,可積分系のもつ剛性について調べた。ここで,特異軌道とは第一積分の特異点のつくる軌道であり,そのまわりで上記の解ける座標が導入されるために,力学系的観点から自然な条件は何かを追求し,特異軌道が共鳴状態にあっても,第一積分の個数がその共鳴度に応じた数だけあれば,系の「解ける座標」が見つかることを明らかにするとともに,共鳴度が第一積分の個数よりも大きいときについても研究した。さらに,より基本的な問題として,自由度3以上のハミルトン系の共鳴平衡点のまわりのでのバーコフ標準形の形について研究を行なった。また,ハミルトンベクトル場とは限らない一般のベクトル場の平衡点近傍における標準化問題について,楕円型とは限らない一般の平衡点を問題にし,そこでの標準化問題について非可換可積分性との関係でさまざまな研究を行なった。当初予定の,シンプレクティックとは限らない一般の写像の超可積分性と標準化の問題について,まだ成果を得られていない。また,楕円型以外のタイプの共鳴平衡点(不動点)でのベクトル場(写像)の標準化について,非可換可積分性との関連で十分な成果を得ることができなかった。写像の標準化問題について,シンプレクティック写像についてすでに得ている成果を,非可換可積分ハミルトン系の特異点まわりでの「解ける座標」の存在定理と合わせて速やかに論文としてまとめる。また,共鳴度と第一積分の個数の関係について,これまでに得られた知見をもとに,剛性の観点からさらなる研究を進める。また,壊れにくい不変トーラスの存在問題についても超可積分系の摂動問題との関係からも積極的に研究を進めたい。解析的ベクトル場の標準形理論の枠組の中で,(超)可積分性と解析的標準化の関係について研究を行った。とくに,ベクトル場Xが楕円型平衡点の近傍で,その共鳴度に応じた個数の第一積分と可換なベクトル場をもつ場合を調べた。この場合,もし形式的に求積可能なポアンカレーデュラック標準形へ変換できるならば,じつは解析的標準化が可能であることが以前から示されていた。本研究では,与えられたベクトル場Xがいかなる条件を満たせば,そのような形式的標準化が可能であるかを調べ,部分的成果を得た。これは,可換なベクトル場を等価に扱うのではなく,一つのベクトル場Xに注目し,それがいかなる「良い」条件をもてば,Xの第一積分とXと可換な(すべてが互いに可換でなくてもよい)ベクトル場の存在だけから解析的標準化が可能となるかを追求したものである。この研究は可積分系の剛性を理解するための一つのアプローチであり,可積分性をいわば非可換な立場から追求するものである。このほか,楕円型とは限らない一般の平衡点の近傍で定義されたベクトル場の解析的標準化問題について,共鳴度の定義等の準備段階の研究を行った。また,一般の写像の可積分性をどのように定義すべきかを,写像の不動点のまわりの標準化問題を通じて調べた。とくに,可換なシンプレクティック写像の同時バーコフ標準化の収束証明の再検討から始めて,先行研究についての検討,および低次元の写像の場合に制限した計算と考察を行った。それらを今後の研究に発展させていく予定である。当初の予定では,写像の標準化の研究を推進する予定であったが,ベクトル場の場合について,以前の研究を発展させた問題に解決のヒントを得て,そちらに力を注ぐ結果となった。写像の可積分性についての研究はやや遅れているが,ベクトル場については新たな進展の糸口があったので,おおむね順調に進展していると評価した。解析的な写像ならびにベクトル場の範疇で,超可積分性と解析的標準化の関係についての研究を行った。とくに可積分系の剛性の問題として,シンプレクティック写像が不動点の近傍でその共鳴度に応じた第一積分をもち標準化ができると仮定したとき,その写像と可換な写像の標準化について考察した。可換性は与えられた写像との間でだけ仮定すれば十分であり,その意味で「非可換」な観点での可積分性を問題にしていることになる。これは(超)可積分系の特異点近傍での標準形問題(Liouville-Arnoldの定理の拡張)に応用できる結果になっており,この結果の具体例への応用を検討した。また,ハミルトンベクトル場とは限らない一般のベクトル場の平衡点近傍における標準化問題についても,非可換な可積分性の観点から研究を進めた。とくに,「良い性質」をもつ系であれば,可換な意味での可積分性を満たさなくても,解析的標準化が可能になることがあり得る,という予想を追求した。この研究は基本的には楕円型平衡点の場合に共鳴度を定義し,共鳴度に応じた第一積分と対称性(可換なベクトル場の存在)の存在のもとで行うとともに,楕円型とは限らない一般の平衡点の場合への拡張についても考察した。

さらに,超可積分系とは限らず一般的な可積分系の摂動問題として,「摂動によって壊れにくい」不変トーラスの存在について,過去の数値実験結果を検討し,理論的研究へのさまざまな試みを行った。当初は,シンプレクティックとは限らない一般の写像の超可積分性と標準化の問題を追及する予定であったが,十分な成果を得ることができなかった。また,楕円型以外の平衡点における標準化問題や(超)可積分系の解の大域的構造とその摂動問題については,研究に十分な時間を割くことができなかった。解析的な非可換可積分ハミルトン系の特異点の近傍における作用-角変数の一般化問題を中心に研究を行なった。これは第一積分の存在という幾何学的な条件によって可積分性を規定したとき,そこから系の解の挙動を記述する座標を見つけることができるか?という問題である。第一積分が互いにポアソン可換な場合は,可積分系の基本定理といえるリウビル-アーノルドの定理が知られているが,ポアソン可換性を仮定せず,かつ第一積分のつくるレベル集合が特異点を含む場合を考察し,特異軌道に付随したポアンカレ写像に対するバーコフ標準化を通じて「解ける座標」を導入することで,可積分系のもつ剛性について調べた。ここで,特異軌道とは第一積分の特異点のつくる軌道であり,そのまわりで上記の解ける座標が導入されるために,力学系的観点から自然な条件は何かを追求し,特異軌道が共鳴状態にあっても,第一積分の個数がその共鳴度に応じた数だけあれば,系の「解ける座標」が見つかることを明らかにするとともに,共鳴度が第一積分の個数よりも大きいときについても研究した。さらに,より基本的な問題として,自由度3以上のハミルトン系の共鳴平衡点のまわりのでのバーコフ標準形の形について研究を行なった。また,ハミルトンベクトル場とは限らない一般のベクトル場の平衡点近傍における標準化問題について,楕円型とは限らない一般の平衡点を問題にし,そこでの標準化問題について非可換可積分性との関係でさまざまな研究を行なった。当初予定の,シンプレクティックとは限らない一般の写像の超可積分性と標準化の問題について,まだ成果を得られていない。また,楕円型以外のタイプの共鳴平衡点(不動点)でのベクトル場(写像)の標準化について,非可換可積分性との関連で十分な成果を得ることができなかった。まずベクトル場の解析的標準化について「非可換可積分性」の観点を鮮明にした研究を推進し,摂動問題の観点からも興味深い成果につなげたい。また,写像の可積分性についても,この研究と有機的なつながりをもって進めていきたい。写像の標準化問題について,シンプレクティック写像について得られた成果を速やかに論文としてまとめるとともに,超可積分なベクトル場の平衡点近傍における標準化問題について,剛性の観点からさらなる研究を進める。また,壊れにくい不変トーラスの存在問題についても超可積分系の摂動問題との関係からも積極的に研究を進めたい。写像の標準化問題について,シンプレクティック写像についてすでに得ている成果を,非可換可積分ハミルトン系の特異点まわりでの「解ける座標」の存在定理と合わせて速やかに論文としてまとめる。また,共鳴度と第一積分の個数の関係について,これまでに得られた知見をもとに,剛性の観点からさらなる研究を進める。
近世期フランスの王権と「歴史」叙述-17世紀フランスの歴史研究と『フランス史』編纂事業-

本研究は、2つの目的をもっていた。そのひとつは、17世紀のフランスで、おもに「国王修史官」によってなされた「フランス史」の編纂事業の状況の確認であり、いまひとつは、こうした歴史書が書かれる際、基本的な史料がどのように収集され、保存されたかといった書誌学的な問題の検討であった。あわせて、当時の「情報」や「知」のあり方の考察も企図していた。結論的には、17世紀には、「フランス史」をはじめと、多くの歴史書が出版されたが、君主政の正統性や国王の栄光を称賛する任務をもっていたため、概して実証研究が疎かにされた。「物語的な歴史」が幅をきかせていたのである。その一方で、近代的な歴史研究につながる「考証研究」は、サン・ジェルマン・デ・プレ修道院などでかなり実践されていた。その代表であるマビヨンは、『古文書学』(1681年)を著している。したがって、17世紀を歴史研究の「不毛の時代」とみる通説は相対化されなくてはならない。また、歴史の知識を集積する場としての図書館が、「国王図書館」をはじめ、かなり整備されていたのも重要である。今日の図書・文書管理の基礎がつくられたからである。17世紀後半には、アマチュアの「コレクション」も広がっており、「知」が特権的な貴族や聖職者だけでなく、ブルジョワ層にも共有されはじめていたことがわかる。なお、これと平行しておこなわれた、近代ドイツの歴史教育に関する考察からは、歴史学に付随する政治性のゆえに、歴史叙述の客観性、学問の独立性という思想を再検討する必要が生じている。歴史研究は、所詮、歴史の所産なのである。近世フランスの『歴史書』の研究は、当時の「国民」意識を知るうえで恰好の素材であるが、これまで十分な研究がなされてこなかった。研究代表者(阿河)は、8月に東大と早大の図書館、12月に慶大の図書館で文献史料の所蔵状況を調査したが、あまり芳しい成果はえられなかった。それでも、東京の諸大学のフランス近世史研究者(とくに早大の森原助教授、慶大の宮崎教授)と会い、この問題に関する情報や意見を交換できたのは収穫である。また、幸いなことに、フランスの書店より、デユ・ティエや、ド・ラ・ロックの古書を購入することができた。最終的に、代表者は、この3月後半にパリの国立図書館と学士院図書館(マザラン図書館)に赴いて、当時の著名な歴史家であるデュプレクス、メズレーらの『フランス史』を講読する予定である。あわせて、当図書館でこうした史料のマイクロフィルム化を依頼したい。代表者は、17世紀に、通史としての『フランス史』がどうして多く出版されたのかを解明したいと思っている。一方、ドイツ近現代史を専攻する研究分担者(進藤)は、ドイツ語圏における歴史叙述の諸問題の検討のために、束京大学、一橋大学、明治大学で史料調査を実施した。その結果として、一次史料を数多く収集・整理・翻訳できたのは大きな成果である。と同時に、ドイツを基軸に、近代ヨーロツパにおける歴史研究と歴史叙述者の主体性について考察を深めることができた。研究代表者、研究分担者ともに、こうした初年度の成果を次年度の研究に生かしてゆきたい。研究代表者(阿河)は、近世フランスの歴史研究のうち、「フランス史」の編纂事業を検討するため、昨年に引き続き、パリの国立図書館と学士院図書館(マザラン図書館)に赴き、デュプレクス、コルドモワ、ダニエル師などの「フランス史」のジャンルに属する著作を閲覧した。同様に、東京大学、慶応大学などで「フランス史」関連の研究書を閲覧した。

その間、とくに二宮宏之(フェリス女学院大学)、森原隆(早稲田大学)、宮崎揚弘(慶応大学)各氏から17世紀の歴史学のあり方や、知識人のネットワークをめぐる情報をえることができたが、あわせて、当時の歴史家がおかれた歴史的環境を視野に入れた考察や、また、ハーバーマスの「公共空間」の理論をふまえることの重要性を認識した。歴史書の書き手としての歴史家だけではなく、読み手としての読者層を念頭においた研究が不可欠となるからである。研究分担者(進藤)は、ドイツの歴史が他民族と接する国境地域のティロール地方でどのように教育されているかを検証するため、東京大学、一橋大学などの図書館で史料調査を実施した。その結果、これまで、あまり研究対象とならなかった歴史教育が、「国民国家」の形成の途上できわめて重要な役割をはたしていることが再確認された。
フラーレン化合物における電子間相互作用と電子格子相互作用の理論的研究

アルカリ金属ドープC_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が共に重要な役割を果たしている。我々はすでに、A_2C_<60>とA_4C_<60>ではこれら二つの相互作用が協力的に働いて系を絶縁体化させていることを明らかにしている。これに対して、A_2C_<60>とA_4C_<60>の間の相であるA_3C_<60>が電子間相互作用と電子格子相互作用がともに強いにも関わらずなぜ金属状態を維持できるのかは、これまでその理由が不明であった。我々は、A_2C_<60>とA_4C_<60>が絶縁体であることを説明するのに用いた微視的モデルとまったく同一のモデルに基づき、A_3C_<60>が金属状態を維持できる理由について調べた。その結果、A_3C_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が競合関係にあり、そのためにA_3C_<60>が金属状態に留まることがわかった。この競合関係は結果としてA_3C_<60>において電荷揺らぎを引き起こす。特にこの電荷揺らぎは、A_3C_<60>の光電子スペクトルにおけるショルダーとして実際に観測にかかる効果として姿を現していることがわかった。さらに、ここで用いた微視的モデルを量子モンテカルロ法によって調べることにより、この電荷揺らぎに由来する光電子スペクトルのショルダーが高温において消滅することを見出した。これは実験的にも光電子スペクトルの温度変化において観測されており、A_3C_<60>の低エネルギー励起についての重要な知見を与える現象であることがわかった。最後に、これらの結果を踏まえ、アルカリ金属ドープC_<60>が示し得る相についての分類を行った。その結果、A_1C_<60>、A_3C_<60>、A_5C_<60>では常磁性金属相、超伝導相、軌道分極金属相、スピン・軌道分極絶縁相が、また、A_2C_<60>、A_4C_<60>では常磁性金属相、超伝導相、軌道分極絶縁相が現れ得ることがわかった。我々はこれまでアルカリ金属ドープC_<60>における電子間相互作用と電子格子相互作用をともに考慮した微視的モデルを提案し、これに基づいて以下のことを明らかにしている。まず、A_2C_<60>とA_4C_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が協力的に作用してバンドギャップを形成するため、系は絶縁体となる。一方、A_3C_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が競合するため、系はかろうじて金属にとどまっているものの金属・絶縁体転移の近傍にある。今回、我々は上記の微視的モデルに基づいて、A_3C_<60>における超伝導をH_gモードの分子内フォノンを媒介とする電子間の引力によって理解できることを見出した。これによると、アルカリ金属ドープC_<60>における超伝導発現のためには、伝導帯が複数存在することが重要である。伝導帯が一つのみの場合にはクーパー対は伝導帯内でのコヒーレントな運動によってのみ安定化されるのに対し、伝導帯が複数ある場合にはさらに伝導帯間でのコヒーレントな運動が可能となりクーパー対がより安定化されるのである。さらに、我々は微視的モデルの解析から超伝導の発現基準を調べた。その結果、二つの伝導電子が対となってC_<60>

分子内をコヒーレントに運動し、軌道一重項状態が形成されることが発現基準であることがわかった。この基準が満たされると、二つの電子間には実効的な引力が働き、系の基底状態は超伝導状態となる。この軌道一重項状態は動的Jahn-Teller効果による安定化により実現された状態とみなすこともできる。アルカリ金属ドープC_<60>では電子間相互作用と電子格子相互作用が共に重要な役割を果たしている。我々はすでに、A_2C_<60>とA_4C_<60>ではこれら二つの相互作用が協力的に働いて系を絶縁体化させていることを明らかにしている。これに対して、A_2C_<60>とA_4C_<60>の間の相であるA_3C_<60>が電子間相互作用と電子格子相互作用がともに強いにも関わらずなぜ金属状態を維持できるのかは、これまでその理由が不明であった。我々は、A_2C_<60>とA_4C_<60>が絶縁体であることを説明するのに用いた微視的モデルとまったく同一のモデルに基づき、A_3C_<60>が金属状態を維持できる理由について調べた。その結果、A_3C_<60>では、電子間相互作用と電子格子相互作用が競合関係にあり、そのためにA_3C_<60>が金属状態に留まることがわかった。この競合関係は、結果として、A_3C_<60>において電荷揺らぎを引き起こす。特に、この電荷揺らぎは、A_3C_<60>の光電子スペクトルにおけるショルダーとして実際に観測にかかる効果として姿を現していることがわかった。さらに、ここで用いた微視的モデルを量子モンテカルロ法によって調べることにより、この電荷揺らぎに由来する光電子スペクトルのショルダーが高温において消滅することを見出した。これは実験的にも光電子スペクトルの温度変化において観測されており、A_3C_<60>の低エネルギー励起についての重要な知見を与える現象であることがわかった。最後に、これらの結果を踏まえ、アルカリ金属ドープC_<60>が示し得る相についての分類を行った。その結果、A_1C_<60>、A_3C_<60>、A_5C_<60>では、常磁性金属相、超伝導相、軌道分極金属相、スピン・軌道分極絶縁相が、また、A_2C_<60>、A_4C_<60>では、常磁性金属相、超伝導相、軌道分極絶縁相が現れ得ることがわかった。
琵琶古楽譜の独奏曲―失われた演奏伝承の「再生」に向けて―

日本で古代から中世にかけて盛んに演奏されたものの、後に伝承が途絶えてしまった琵琶の独奏曲、すなわち琵琶の「撥合」(かきあわせ)と「手」(て)について、その全貌を明らかにするべく、現存楽譜の翻刻と五線譜化を行った。琵琶奏者、中村かほる氏の協力を得て舞台での復元試演を行い、秘曲として重視された4曲を含め、代表的な撥合と手を録音し、後の発信に備えた。調絃を確かめるための小曲である撥合には、主要音の同音反復の音型が多く、調性は日本化された音階理論に基づいている。一方、手は伝来当初の諸特徴がよく保持され、調性については撥合と同様の変容は見られない。平成26年度の研究実施計画には、次の4項目を掲げた。1、新出の宮内庁書陵部蔵「琵琶譜」の史料調査。2、『三五中録』の史料調査。3、底本が決定している琵琶譜(『天平琵琶譜』、『源経信筆琵琶譜』、『三五要録』巻第二)の翻刻と五線譜化。4、専門的知識の提供者となる琵琶奏者との打合せ、意見交換。諸般の事情(下記参照)により、1および4は未着手。2、『三五中録』の史料調査は、関東の諸機関に所蔵されている写本を中心に進めているが、関西方面の史料調査はいまだ行っていない。一方、3、底本が決定している琵琶譜の翻刻・五線譜化に関しては、準備作業が終了し、翻刻・五線譜のディジタル化を進めつつある。研究発表を国際学会(ICTM[国際伝統音楽評議会]、東アジア音楽研究クループ大会、2014年8月。下記参照)で行い、その中で琵琶秘曲《上原石上流泉》および《啄木》の解読・復元試演の方法について具体的に述べた。英語によるこの発表に対して、中国および華僑の研究者からの質疑・コメントが多く、隋・唐の音楽文化と日本に伝来した関係史料に関する関心の高さを感じた。また同学会にて米国在住の唐楽研究者との意見交換も実現した。なお、以前に試みて、解説付きCDの形で公にした琵琶秘曲《石上流泉》の復元試演について、『三五要録』諸本の校訂作業を進める中で、1箇所本文訂正を本文注記と見誤ったことがわかった。そのため楽譜の訂正版を作成し(2014年11月)、琵琶奏者の中村かほる氏に提供した。訂正版に基づくバージョンは、東洋大学「伝統文化講座古典の中の「琴」を聴く」(井上円了ホール、2014年12月13日)にて同氏によって初演された。研究実施計画には、次の項目を掲げた:1.新出の宮内庁書陵部蔵「琵琶譜」の史料調査;2.『三五中録』の史料調査;3.琵琶譜(『天平琵琶譜』、『源経信筆琵琶譜』、『三五要録』巻第二)の翻刻と五線譜化;4.琵琶奏者との打合せ、意見交換。1は未着手だが、2・3の史料調査と翻刻・五線譜のディジタル化は進んでいる。4は費用を要する打合せはまだ実施していないが、平安時代の琵琶秘曲の復元演奏を行っている研究者との意見交換を行っている。楽譜の解読から得られた結果を復元試演するには、楽譜に記されない、演奏に関わる様々な要素を知っておく必要がある。従って、2015年10月から、国文学・音楽史学の研究者7名による研究会を立ち上げ、鎌倉期成立と見られる筆録者未詳の琵琶師説集である『胡琴教録』の諸本研究及び講読を続けている。当時の琵琶の演奏伝承に関わる諸問題を明らかにするとともに、問題の多い流布本(『群書類従』管絃部)に代わるテキストの作成を目指している。研究成果の発信に関しては、浜松市楽器博物館20周年記念行事の一環として開催されたレクチャーコンサート「甦る唐代琵琶譜の音楽古代シルクロード・敦煌から正倉院へ」(2015年5月24日)では、琵琶独奏曲《黄鐘調緒合》・《黄鐘調二手》を取り上げて、『天平琵琶譜』の内容を改めて実演で明らかにした。また、年度を跨がるが、2016年4月16・17日に上海音楽学院で開催された「中国と東アジア国際古譜学シンポジウム」では、「日本唐楽の古楽譜資料による復元演奏の試みで見えてきたこと」(基調講演)と題して、中国から伝来した唐楽の楽譜(文字譜)を3系統に分類し、特に琵琶・笙・五絃琵琶で共通に用いられる系統の起源について新説を提唱するとともに、主に琵琶の古楽譜を典拠とした復元試演で得られた知見から、唐楽の独奏曲(特に秘曲)及び合奏曲のリズム的特徴を中心に論じた。研究の遂行が遅れている主たる理由は、やはり平成27年度に実施しようと計画したレクチャーコンサートを、平成28年度に繰り下げることになったことによる。このように、世界大会参加が決定したのは2016年4月28日だったので、それまでの流動的な状況の中で費用の支出を控えていたが、参加が決定したので、今後は支出を計画的に進めていく所存である。研究実施計画には次の項目を掲げた。1.新出の宮内庁書陵部蔵

「琵琶譜」の史料調査;2.『三五中録』の史料調査;3.初期琵琶譜の翻刻と五線譜化;4.琵琶奏者との打ち合わせ、意見交換。1については、新出の琵琶譜に、本研究の対象となる琵琶独奏曲が収載されていないことが判明したため、研究遂行にあたって使用する史料からは除外することとなった。2については、『三五中録』の本文に、他の琵琶譜にはない、演奏手法を示すとみられる数種の書き込みの存在が確認されたが、未解明な点が多く、引き続き分析を行っている。3については、翻刻、五線譜のディジタル化は概ね順調に進んでいる。後述する理由により研究費交付期間を1ヶ年延長することになり、最終年度での完成を計画している。4については、平成29年3月22日、国際音楽学会の世界大会において、雅楽と声明の初期の歴史に関するラウンドテーブルの進行および発表(Reconstructing the lost repertoire of solo pieces for biwa (lute))、ならびに、同日、琵琶独奏曲を含む古楽譜再現によるレクチャーコンサートを行った。いずれでも古楽譜の解読の成果をふまえ、琵琶奏者の中村かほる氏による実演を行った。また、「国際音楽学会2017協力プロジェクト」として上野学園大学日本音楽史研究所によって開催された「日本音楽史料展」(3月21日23日)において、同21日、日本音楽史研究所の所蔵する貴重資料(琵琶の古楽譜を含む)についての解説を行った。またこの時作成された図録における英文解説の執筆も担当した。さらに、前年度より立ち上げた、国文学・音楽史学の研究者7名による研究会において、筆録者未詳の琵琶師伝集である『胡琴教録』の諸本研究および講読を続けている。その成果の一部は、前述4の琵琶の実演にも活用された。当初平成27年度に予定されていたレクチャーコンサートを、平成28年度に繰り下げて実施することになったことによる。研究実施期間の初年度に入って、国際音楽学会(International Musicological Society)の世界大会(World Congress)が平成29年3月1923日、東京芸術大学を主な会場として開催されることになったことを知った。これにより急遽予定を変更し、上野学園大学日本音楽史研究所の福島和夫氏、新井弘順氏、櫻井利佳氏、及び東京学芸大学の遠藤徹氏の協力を得て、Reappraising the early history of gagaku and shomyo: Reception and adaptation of music from the Asian mainland in ancient and medievalJapan(「雅楽と声明の初期の歴史の再検討ー古代・中世の日本におけるアジア起源の音楽の享受と適応ー」)と題するラウンドテーブルを計画、実施するに至った。最終的に国際音楽学会の世界大会への参加が決定したのが、平成28年4月28日、実施が翌平成29年3月22日のことであり、琵琶演奏者に支払う研究協力費の計上、及び演奏の最終的な録音などを研究期間内に遂行することが困難となった。よって、研究費交付期間の1ヶ年延長を申請することとなり、承認されるに至る。引き続き古楽譜に見られる琵琶独奏曲(「撥合」[かきあわせ]と秘曲を含む「手」の2種)について、形式・調性の音楽的特徴を明らかにし、さらにリズム・テンポ・奏法等の解明を試みた。結果をふまえ、楽琵琶奏者、中村かほる氏協力のもと、2017年9月、第12回中日音楽比較シンポジウム(上海音楽学院)での研究成果の報告・実演のほか、2018年3月、千駄ヶ谷ビクタースタジオにて琵琶独奏曲の調査報告用録音を行なった。明らかになった点は以下の通り。1.「撥合」と「手」の形式的特徴:「撥合」には同音反復を含むフレーズが多く、「撥合」という名称がその特徴に由来する。一方、「手」には多くの場合、旋律の反復とそれによる展開がある。
マダガスカルの森林渓流における多様化した両生類の生態システム機能への役割

本年度は10月から12月にかけてマダガスカル東部のアンダシベで以下の4つの実験を行なった。(1)雨季のはじめに、9つの渓流において、オタマジャクシと小型無脊椎動物相を明らかにするための調査を行なった。それぞれの渓流において5m長の区画を6つ設定し、ネットによって採集したオタマジャクシを分類して、DNAによる種同定のための組織サンプルを尾部から採取した。また、瀬と淵から小型無脊椎動物をサーバーサンプル装置によって採集した。DNA解析による種同定は次年度に実施する予定である。(2)渓流中のリター分解における、オタマジャクシおよび小型無脊椎動物による物理的分解と微生物による化学的分解の重要性を9つの渓流において評価した。主なリター構成種であるBridelia sp.とAllophylia sp.を異なるメッシュサイズの袋に入れ、それぞれの渓流に32の袋を設置し、45日後のリター分解率を調べた。予備的解析の結果、分解率や物理的分解と化学的分解の重要性の割合は、微環境や渓流の標高によって異なることがわかった。(3)オタマジャクシおよびそのバイオマスがリター分解に及ぼす貢献度を評価した。オタマジャクシの密度およびリターの種類を操作し、野外エンクロージャー実験を実施した。予備的解析の結果、オタマジャクシの存在はリター分解に影響するものの、その量は関与しないことが示された。さらに、分解におけるオタマジャクシの貢献度は、リターの種類により異なることが明らかになった。(4)室内実験により、オタマジャクシが窒素とリンの栄養素再循環に及ぼす貢献度を定量化した。実験は、4つの渓流において、すべての種のオタマジャクシを用いて行なった。現在、DNA解析による種同定や排泄物の分析を続行中である。予定していた計画をほぼすべて実行できた。ただし、オタマジャクシの多様性がリター分解に与える影響を明らかにするために十分なほどの数の種を集めることができなかったので、次年度は調査区画を増やして、これを実現することを目指す。主に以下の5つの課題を進める。(1)初年度と同様の実験を乾季に行い、群集構造や環境の変化が渓流中のリター分解過程に及ぼす影響を調べる。(2)エンクロージャー実験により、オタマジャクシの多様性がリター分解に及ぼす影響を評価する。(3)室内実験で使用するオタマジャクシの種数を増やし、栄養素再循環におけるオタマジャクシの貢献度をより厳密に評価する。(4)他の研究室の協力を得ながら、DNA解析、排泄物分析、リターおよび水質分析などの実験下での作業を完遂する。(5)得られたデータを統合し、成果を学会や論文で公表する。
短波長サブバンド間遷移を用いた超高速光制御光変調の研究

(1)本研究の目標は、従来よりも大幅に短いサブバンド間遷移波長をもつn型のInGaAs/AlAs量子井戸を用いて、サブバンド間共鳴光(制御光)によるバンド間共鳴光(信号光)の超高速の先制御光変調を実現することである。これにはInGaAs/AlAs量子井戸の伝導帯第一準位に多数の電子を供給することが重要である。すなわち、十分な電子濃度を実現できれば(a)変調をかけていない時の信号光の吸収(基礎吸収あるいは損失)を押さえる、および(b)変調の効率を高める、という光変調の実現において重要な二点が達成できる。しかしながら、この材料系ではAlAs障壁層が関節遷移型の材料であるため、InGaAs井戸層の準位に電子を供給すべくn型不純物を添加したとしても、構造によってはAlAs障壁層のX谷(間接遷移の谷)に大多数の電子が逃げていることが懸念された。(2)そこで第一年度は構造および作製条件を系統的に変化させ、井戸層の第一準位のエネルギーが障壁層のX谷の準位に対して相対的により低くなり、電子の障壁層への漏出が抑制される条件を見出すことを目指して研究を行った。量子井戸の成長には、現有のMBE装置を用いた。具体的には(a)In組成を0.2から0.4へと増加させ井戸層の第一準位のエネルギーを低減させ、および(b)障壁層幅を低減(24MLから8ML)させ量子効果によりAlAsのX谷の準位のエネルギーを増大させた。またMBE成長中のIn偏析による実効的な井戸幅の減少にともなって、量子効果により井戸層の準位のエネルギーが増大する効果を抑えるため、成長温度を480520°Cから400°Cへと下げた。これらの条件を適応した結果、量子井戸のサブバンド間吸収の強度を最大で最適化前の12倍にまで増加させることに成功した。(3)引き続いて第二年度は、前年度に開発したInGaAs/AlAs量子井戸あるいはAlGaAs/GaAs量子井戸デバイスを用い、フェムト秒の分解能をもつボンブーブロープ測定系を構築して、(1)変調速度を決定するサブバンド間の電子緩和速度の測定、および(2)ピコ秒領域での光ー光変調動作の実証を目的として研究を進めた。まず中赤外域(410μm)に遷移波長をもつ、AlGaAs/GaAs量子井戸のサブバンド間緩和時間を測定したところ、0.6psと極めて速い値が得られた。この値はLOフォノン散乱による緩和時間の理論値とほぼ一致した。一方、近赤外域(2.5μm)に遷移波長をもつInGaAs/AlAs量子井戸に対し、サブバンド間緩和時間を測定したところ2.7psという値を得た。このような近赤外サブバンド間遷移に対する量子緩和時間の測定は本研究が初めてであり、短波長化に伴い緩和時間が若干長くなることが分かった。様々な考察の結果、これはサブバンド間緩和時間に対するサブバンド内緩和時間の割合が無視できなくなることが原因と判明した。続いて、実際に量子井戸デバイスを用いて、光ー光変調実験をフェムト秒の分解能で試みた。その結果AlGaAs/GaAs量子井戸デバイスにおいて、変調速度1.3psという極めて速い変調速度の実証に初めて成功した。変調効率も極めて高いことが判明し、4fJ/μm^2程度の低エネルギーで、1000cm^<-1>を越える吸収係数の変化が得られることが判明した。変調速度が、サブバンド間緩和時間(0.6ps)に比べて若干遅くなっているのは、電子温度の上昇が原因である可能注がある。このあたりに関しては、より詳しい検討が必要であると思われる。いずれにせよ、本研究を通じて、初めてサブバンド問遷移を用いた超高速光ー光変調が実証された。

これらの条件を適応した結果、量子井戸のサブバンド間吸収の強度を最大で最適化前の12倍にまで増加させることに成功した。(3)引き続いて第二年度は、前年度に開発したInGaAs/AlAs量子井戸あるいはAlGaAs/GaAs量子井戸デバイスを用い、フェムト秒の分解能をもつボンブーブロープ測定系を構築して、(1)変調速度を決定するサブバンド間の電子緩和速度の測定、および(2)ピコ秒領域での光ー光変調動作の実証を目的として研究を進めた。まず中赤外域(410μm)に遷移波長をもつ、AlGaAs/GaAs量子井戸のサブバンド間緩和時間を測定したところ、0.6psと極めて速い値が得られた。この値はLOフォノン散乱による緩和時間の理論値とほぼ一致した。一方、近赤外域(2.5μm)に遷移波長をもつInGaAs/AlAs量子井戸に対し、サブバンド間緩和時間を測定したところ2.7psという値を得た。このような近赤外サブバンド間遷移に対する量子緩和時間の測定は本研究が初めてであり、短波長化に伴い緩和時間が若干長くなることが分かった。様々な考察の結果、これはサブバンド間緩和時間に対するサブバンド内緩和時間の割合が無視できなくなることが原因と判明した。続いて、実際に量子井戸デバイスを用いて、光ー光変調実験をフェムト秒の分解能で試みた。その結果AlGaAs/GaAs量子井戸デバイスにおいて、変調速度1.3psという極めて速い変調速度の実証に初めて成功した。変調効率も極めて高いことが判明し、4fJ/μm^2程度の低エネルギーで、1000cm^<-1>を越える吸収係数の変化が得られることが判明した。変調速度が、サブバンド間緩和時間(0.6ps)に比べて若干遅くなっているのは、電子温度の上昇が原因である可能注がある。このあたりに関しては、より詳しい検討が必要であると思われる。いずれにせよ、本研究を通じて、初めてサブバンド問遷移を用いた超高速光ー光変調が実証された。本研究においては、短波長化サブバンド間遷移波長をもつn型のInGaAs/AlAs量子井戸を用いて、超高速の光制御光変調を実現することを目的として研究を進めている。この目的達成のために重要なことは、(a)サブバンド間共鳴光(制御光)を入射しない場合のバンド間共鳴光(信号光)に対する吸収、すなわち基礎吸収を十分小さくし、かつ(b)変調効率そのものを大きくするため、InGaAs/AlAs量子井戸における伝導帯第一準位における電子濃度を十分大きくしておくことである。この材料系では、AlAsのX谷(間接遷移の谷)が、Γ谷(直接遷移の谷)よりも下にあり、かつその状態密度が極めて大きいことから、InGaAs量子井戸層に添加した電子が、構造によっては、バリア層であるAlAsのXバンド谷まで逃げてしまうことが懸念される。そこで本年度は、InGaAs/AlAs量子井戸において、InGaAs量子井戸層のIn組成、バリア層の膜厚、成長温度等を系統的に変化させ、第一量子準位における電子密度が十分に高くなる条件を見出し、光変調に適した構造を実現することを目指して研究を行った。まず、量子井戸の成長には、現有のMBE装置を用いた。InGaAs量子井戸の第一量子準位の電子濃度を増加させるため、(a)これまでの研究で用いてきたIn組成0.2を、より大きな組成である0.30.4と大きくし、InGaAs量子井戸層の第一量子準位のエネルギーを低くした。
肝移植後拒絶反応における類洞血管外血小板凝集関与の解明と新規治療の開発

肝移植後早期に血小板減少の継続を認めた症例の治療成績は不良であるが、この病態の解明は不十分である。本研究では、肝移植後早期に肝生検にて得られた肝組織やラット虚血再灌流障害モデルを用いて同病態の解明に取り組んだ。血小板は主に類洞血管外血小板凝集Extravasated platelets aggregation(EPA)の形態として認められ、同程度が強い症例ほど、血小板数やグラフト機能の低下を認めた。虚血再灌流障害モデルでは、抗血小板作用及び血管平滑筋拡張を要するPDE3阻害剤を虚血処置前に脾臓注入にて経門脈的に投与したところ、肝組織・機能障害、血小板減少および小腸障害の軽減を認めた。生体肝移植の治療成績は向上を認めるが、1年以内に1020%の死亡例を認め、術後早期の生存率の改善が急務である。特に拒絶反応に関して、免疫抑制剤の増量や変更にても治療に難渋することがあり、更なる病態追及と新たな治療戦略が必要である。我々は、肝移植後早期に継続する血小板減少を認める症例の治療成績は不良であることに着目している。本研究では、肝移植後拒絶反応において肝組織での血小板凝集・活性化の病態や役割を解明し、その抑制による影響を検討することを目的としている。生体肝移植後早期に肝生検により得られた20症例の肝組織において、血小板は主に類洞血管外血小板凝集Extravasated platelets aggregation(EPA)の形態として認められた。EPAの発症には、類洞血管内障害が関連していると考えている。EPAは主に小葉中心静脈周囲(Zone3)に存在し、EPAの程度が強い症例ほど、術後の血小板数低下や肝機能低下を認め、1年生存率も低下することを確認した。EPAが、慢性拒絶を含めたグラフト機能不全に関与している所見と考えられ、本研究による実験的な証明の必要性を示す結果と考えられた。肺移植では,炎症に起因して局所に出現するDe novo lymphoid tissueが2次リンパ装置としての役割を担い,拒絶に関与することが報告されており、肝移植でも同様の現象が起こっている可能性がある。肝移植後早期に発症する類洞血管内皮障害およびEPA伴う炎症がDCの成熟化を誘導し、De novo lymphoid tissueを介して拒絶反応に関与している可能性を推測しており、本研究にて同病態の有無を解明したい。ラット肝移植拒絶モデルの樹立が遅れており、肝移植拒絶反応における血小板凝集・活性化の程度や影響の解明がまだ開始できていない。モデルの樹立に関しては、本年度では環境および手術器具の整備を進め、同時にモデル樹立者の指導も受けており、次年度には樹立できると考えている。我々は、肝移植後早期に継続する血小板減少を認める症例の治療成績は不良であることに着目した。本研究では、拒絶反応における移植肝組織での血小板凝集・活性化の病態や役割を解明し、その抑制による影響を検討することを目的とした。平成2728年度ではラット肝移植拒絶モデルの作成に取り組んだ。手術手技としては遂行可能であったが、モデルの安定性の獲得および実験に十分な個体を確保することは、研究者のエフォート内では困難と判断した。移植肝は拒絶のみならず虚血再灌流障害、免疫抑制剤等の薬剤性肝障害、過少グラフト症候群など様々な機序により障害を受けるため、今後はモデルを虚血再灌流障害モデルに変更して研究を進めることとした。平成28年度からは虚血再灌流障害モデルを作成し、同病態における血小板凝集・活性化の病態や役割の解明に取り組んでいる。平成27年度では、生体肝移植後早期に肝生検により得られた肝組織を用いて免疫染色にて、血小板は主に類洞血管外血小板凝集Extravasated platelets aggregation(EPA)の形態として認識され、EPAは主に小葉中心静脈周囲(Zone3)に存在し、EPAの程度が強い症例ほど、術後の血小板数低下や肝機能低下を認め、予後も低下することを確認した。また、EPA発症には類洞内皮障害が関与していると考えられ、平成28年度には同組織を用いた免疫染色にてその解明を進め、von Willebrand factorの過剰産生および沈着、ADAMTS-13の消費を確認し、TMA(血栓性微小血管障害症)様病態の関連性も認識された。当初予定していたモデルを安定して作成することが困難と判断し、モデルを変更したため。我々は、肝移植後早期に継続する血小板減少を認めた症例の治療成績は不良であることに着目した。本研究では、ラット肝移植モデルを用いて、拒絶反応における肝組織での血小板凝集・活性化の病態や役割を解明することを目的とした。モデル作成は可能であったが、モデルの安定性の獲得および実験に十分な個体を確保することは、研究者のエフォート内では困難であった。

移植肝は拒絶のみならず虚血再灌流障害、免疫抑制剤等の薬剤性肝障害、過少グラフト症候群など様々な機序により障害を受けるため、ラット虚血再灌流障害モデルに変更して研究を進めることとした。虚血再灌流障害群では、肝障害マーカー(AST、ALT、T-Bil、D-Bil、LDH、HA)の上昇を認め、有意な血小板減少も認めた。肝組織では、うっ血及び肝壊死を散在的に認め、小腸組織では粘膜障害及びうっ血を認めた。PDEIII阻害剤のミルリノンは、抗血小板作用の他に、cAMP/PKA活性化やNO産生の機序による血管平滑筋拡張、血管内皮保護作用による虚血耐性を誘導し、臓器保護作用を持つことが報告されている。同剤を経門脈的に前投与したところ、肝障害マーカーの改善、血小板増加を認め、肝組織障害及び小腸うっ血の軽減、そして生存率の改善も確認された。今後、免疫染色にて肝細胞や類洞内皮細胞障害及び血小板の動態を評価予定である。肝移植後早期に血小板減少の継続を認めた症例の治療成績は不良であるが、この病態の解明は不十分である。本研究では、肝移植後早期に肝生検にて得られた肝組織やラット虚血再灌流障害モデルを用いて同病態の解明に取り組んだ。血小板は主に類洞血管外血小板凝集Extravasated platelets aggregation(EPA)の形態として認められ、同程度が強い症例ほど、血小板数やグラフト機能の低下を認めた。虚血再灌流障害モデルでは、抗血小板作用及び血管平滑筋拡張を要するPDE3阻害剤を虚血処置前に脾臓注入にて経門脈的に投与したところ、肝組織・機能障害、血小板減少および小腸障害の軽減を認めた。次年度ではモデルを早期に樹立し、当初の計画通りに実験を進めたい。また、先述の結果より、EPAの抑制に効果的な薬剤としては、抗血小板作用および血管内皮保護作用を持つ、PDE3阻害剤が有用と考えられ、モデル樹立後には同薬剤による拒絶反応およびグラフト機能低下の軽減効果を検討していきたい。H29年度ではラット虚血再灌流障害モデルを用いて、類洞血管外血小板凝集(EPA)の解明と新規治療の開発を進める。また、同時に生体肝移植後に得られたEPAの新たな知見を解析し、報告していく。肝移植ラット肝移植拒絶モデルを樹立できなかったので、検体を用いた実験ができず、予定していた実験試薬の購入がなかったため。当初予定していたモデルを安定して作成することが困難と判断し、モデルを変更したため。次年度には、早期にモデルを樹立し、当初の計画通りに実験を進める予定である。H29年度では、モデルを変更して実験を進める予定である。
EHD乱流の特性解明と伝熱促進メカニズムとの対応

EHD(電気流体力学)効果により液体単相流において、伝熱面近傍の流体を攪拌させ、対流伝熱を促進させることはこれまでの研究で確認されているが、そのメカニズムはわかっていない。そこで、液体中に平等電界を印加した時に生ずる乱れをEHD乱流と名付け、この特性を解明すると共に伝熱促進効果とどのように結びついているかを調べる実験を行った。すなわち、電場による攪拌においては流体中のイオンが乱れの原動力となっており、このイオンと流体との摩擦抵抗により電場と流れ場は互いに影響を与えている。この乱れの状況を明らかにするため10cm四方の平等電極2枚(間隔1cm)の間に代替フロンR-123を充たした状態で高電圧を印加し、この時の電極中央部における流速分布をレーザードプラー流速計で、また、高電圧印加後の電流の変動成分をパワースペクトラムの形で測定した。電場をかけた時の電極間空間を観測すると、流体内に存在した微粒子が電極間を往復しているのがみられた。印加電圧の低い時は高電圧側から勢いよく飛び出すものの、戻る際にはその勢いは若干衰えていた。印加電圧が5KV以上になると、戻る時の勢いも増しつつ微粒子の飛び出す地点間隔が数cmから数mmへと密になり、イオンにより生じた流れが次第にそろってくることがわかった。この時の垂直方向の流体の平均速度は3040cm/sに達していることも確認できた。また、速度や電流の変動成分のパワースペクトラムを調べると、電場をかけることにより乱れが増大し、周波数にも若干の影響があることがわかった。これらの結果から、電場により乱れは増大するものの、乱れの状況は510KVを境として多少異ってきて、特に10KV以上の高電圧ではイオンの移動が密になるため、比較的そろった流れに遷移することがわかった。
大気の無い惑星模擬表層の熱慣性測定：惑星リモートセンシングへの応用

本年度は主に、小惑星探査機「はやぶさ2」による小惑星リュウグウの熱撮像観測の結果から得られた温度プロファイルに対し、リュウグウ表面の熱慣性の算出にこれまでの知見を応用した。リュウグウの表面は石質隕石(炭素質コンドライト)と同程度の熱慣性と推定していたが、非常に低い値(0.5倍以下)であることが判明した。これは、リュウグウの表層が極めて高い空隙率を有することが分かった。特に表層の巨大な岩塊の大部分も同様に空隙率が高いことが分かり、かつての母天体内部構造がそもそも高い空隙率を保持していたことを意味する。母天体(あるいは太陽系初期の微惑星)は圧密がなされず、高い空隙率を保持していたこと、機械強度が脆弱であり、惑星形成時の衝突合体や破壊過程にとって重要な知見につながる情報が得られた。リュウグウの表層が空隙率が高く、非常に凹凸に富み、かつ砂礫質のレゴリスがないことから、過去の小惑星熱モデルは誤りであり、見直しが必要であることが判明した。「はやぶさ2」では様々な高度、太陽角において熱撮像を実施しており、各条件での観測に合致する条件を確認すべく、ラフネスパラメータ(熱モデルのノードの平均傾斜角分布に相当)と熱慣性の組み合わせを求めた。その結果、非常にラフネスが大きい(0.4)条件で、熱慣性が200300[J/m^2/J/s^0.5]の場合に比較的よく合うことが分かった。「はやぶさ2」搭載の着陸機による表層観測の結果と類似しており、熱撮像が遠隔的に表層状態を推定できる強力なツールであることを確認することができた。今後の惑星探査においても重要な観測機器になりうることを証明した。本年度の研究では、主に研究集会への参加費・旅費に多くの予算を割いたほか、真空中での熱物性を評価するための真空材料の購入にも経費を使用している。その研究結果は事後になるが継続して進める予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では大気の無い惑星表層における物質の熱物性を調べる実験的研究を行う。平成26年度においては、大気の無い惑星表層の物理状態と熱真空環境を模擬する実験系の構築を進めた。大気のない惑星表層では、試料は超高真空下かつ放射冷却環境下にある。また、太陽光照射量が時間変動する。一方、表層物質の地下数センチメートルでは温度はほぼ一定となる。これらの諸条件を模擬するため、真空槽内に試料を設置し、1)外部からの熱入力、2)外部からの赤外撮像観察、3)試料の下部では温度一定に制御するシステムを構築する。当初はLN2冷却系による温調方式を導入予定であったが、長期時間安定かつ冷媒不要なシステムを構築するために温調機能付の電気式冷凍機による粗温調、およびペルチェによる精温調に変更した。設計変更により完成時期がやや遅れたものの、年度内に装置をほぼ完成させ、試験運転を進めている。熱物性観察は中間赤外(10μm)に中心波長をもつ熱赤外カメラによる撮像で行う。その赤外カメラの較正と撮像試験を進めた。これは小惑星探査機「はやぶさ2」搭載の観測システムTIRと同じ方式であるため、将来的に機上観測システムと地上実験システムの直接比較が可能になる。始原的小惑星の表層にあると想定される高空隙率物質の熱物性は未知であるため、本実験システムによる研究結果が、将来のリモートセンシングの結果評価に直接役立つと期待できる。平成26年度では観測システムの論文をまとめた(Hihara et al. 2014)。また、国内外の学会において熱物性実験および熱物性観測システムに関する研究発表を行い、議論を進めている(Okada et al., 2014; 2015)。本研究では、高真空かつ太陽光照射条件で自転する惑星表層を模擬し、現実的な熱慣性を実験的に調査する。その目的を達成するために、様々な熱慣性をもつ惑星模擬物質に対し、リモート赤外撮像観測によって達成し得る精度について実験的に調査する。平成26年度において、大気の無い惑星表層の物理状態と熱真空環境を模擬する実験系の新規開発を進めたが、試料を安定で再現性のよい熱制御を行うために、冷却方式を変更して機械式冷凍機を導入し、ペルチェ素子の併用する温調方式を採用することにした。その方式で温調した試料ホルダ内に惑星表層模擬物質を置き、強度可変の外部光源の照射によって試料表層を加温し、その表層温度の時間変化を赤外カメラで観察するシステムに設計変更した。平成27年度においては、設計変更後の実験系の組立と改良を進めた。また、測定対象となる模擬試料としては、岩盤にみたてた稠密な岩石試料、月レゴリス等のソイル状表層にみたてた粉末試料や、多孔質岩石片をみたてた粉末の焼結試料に加えて、3Dプリンタの導入によって製作する多孔質試料も追加採用した。また、背景となる物理モデルに関しても並行して考察し、高真空中における物質の熱慣性が、物質の空隙率と指数関数関係で表現できることを示した。

実験や将来の観測計画については国際学会(EGU(2015年4月、ウィーン)、AOGS2015(2015年8月、シンガポール)やLPSC2016(2016年3月、米国))や研究会(惑星熱物理モデル研究会(招待、2015年6月、スペイン)、熱放射熱モデルワークショップ(主催、2015年12月、相模原))等で議論を進めた。また、物理モデルについては国際学会LPSC2016(2016年3月、米国)で紹介した。そのほか、物理モデル計算用の計算機、装置の改良のための金属材料等の消耗品費、旅費等を計上した。本研究を遂行するにあたり、試料表面の放射温度の計測時の不確定性を低減するためには、試料ホルダの温度安定性と再現性が極めて重要であり、1°C以内に制御する必要があることが分かった。当初提案していた試料台の温度制御の方式は、液体窒素を冷媒とし、ヒータで加温する方式であった。しかし、温度安定性と設定温度の再現性を追及した結果、機械式冷凍機とペルチェによる温調方式の方が優れ、かつコスト的に成立可能なことが分かった。そのため、実験装置の設計変更を実施した。また、理論モデルからのアプローチも並行して進めることとした。これまで、粒子径や圧密度、焼結度、荷重など様々なパラメータがあり、実験パラメータが多様に過ぎることが問題点の一つであった。過去の真空環境下での月や地球の岩石・砂礫・粉末状の試料に関するデータを集計したところ、熱伝導率や熱慣性は空隙率とほぼ指数関数的な関係で表現できることを明らかにした。これは空隙のある物体中の熱伝導がフォノンの平均自由行程に比例することと整合する関係である。そのため、今後の主な実験パラメータとしては空隙率を最重要とし、空隙率を制御した試料について実施する方針とすることとした。空隙率制御の方法として、既存設備を利用した微粒子の焼結に加え、3Dプリンタによる任意の空隙率の物質の作成などを試みることにした。そのための設備の導入も実施した。また、試料の熱放射率の空隙率依存性を調査するために既存のFTIRに拡散反射対応の追加を実施した。以上のような装置の仕様変更、測定系の更新、試料作成法の追加を進める必要があると考えたため、これらを実施した。その結果として本格的実験の開始がやや遅延しているが、信頼性の高い確実な結果を得るための準備であり、研究自体は着実に進捗していると考えている。本研究では、高真空かつ太陽光照射条件で自転する惑星表層を模擬し、現実的な熱慣性を実験的に調査する。その目的を達成するために、様々な熱慣性をもつ惑星模擬物質に対し、リモート赤外撮像観測によって達成し得る精度について実験的に調査する。それと同時に、天体表層上の温度の変化を、熱慣性をパラメータとして数値計算によって見積もる。平成26、27年度において、大気の無い惑星表層の物理状態と熱真空環境を模擬する実験系の新規開発を進め、冷却方式を変更して機械式冷凍機を導入し、ペルチェ素子の併用する温調方式を採用することに変更した。その方式で温調した試料ホルダ内に惑星表層模擬物質を置き、強度可変の外部光源の照射によって試料表層を加温し、その表層温度の時間変化を赤外カメラで観察するシステムに設計変更した。また、背景となる物理モデルに関しても並行して考察し、高真空中における物質の熱慣性が、物質の空隙率と指数関数関係で表現できることを示した(Okada et al. LPSC2016)。現在運用中の小惑星探査機「はやぶさ2」の熱赤外カメラTIRによる観測データは、本研究の結果が適用可能な対象である。特に、2015年12月の地球スイングバイ前後に実施された地球・月の熱撮像と熱物理モデルから得られる結果と比較中である。