hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ダイナミック構造転移型フォトニックデバイス

フォトニックデバイスは利用する電磁波の波長サイズの格子をもつ人工の結晶構造である.本研究では結晶構造が「ダイナミックに変化する」フォトニックデバイスを作製する.本申請では塑性加工および粉体プロセスを効果的に用い構造を作製する.提案する構造は変形可能な樹脂シート上に磁性小要素を周期的に配置したものである.外部磁場を印加することで,小要素間に相互作用力が働き,構造は変形し,その周期も変化することとなるフォトニックデバイスは利用する光の波長サイズの格子をもついわゆる結晶構造であり,近年,電磁場の制御に関し,アンテナ,レーザー,光通信,等,さまざまな応用研究が進んでいる.従来の研究では「構造の固定された」デバイスを利用している.本研究では結晶構造が「ダイナミックに変化する」フォトニックデバイスを作製する.従来,このような構造は半導体プロセスをベースとした微細加工技術が利用されていたが,本申請では塑性加工および粉体プロセスを効果的に用い構造を作製する.提案する構造は変形可能な樹脂シート上に磁性小要素を周期的に配置したものである.外部磁場を印加することで,小要素間に相互作用力が働き,構造は変形し,その周期も変化することとなる.具体的な作製プロセスとして,本研究では2種類の手法をとった.ひとつは従来のMEMS分野で利用されてきたリソグラフィをベースとしたもので,もうひとつは塑性加工の一種である熱インプリントプロセスである.リソグラフィでは光硬化性樹脂SU8を用いた鋳型の作製と,シリコーンエラストマであるPDMSのキャスティングによる作製法をとった.エラストマに磁性粒子を分散させることで,磁場に反応する構造を作製した.インプリントプロセスでは樹脂シートと粒子を分散させた樹脂シートを積層させた「多層シート」へのインプリントプロセスの開発を行った.(この開発は固体酸化物型燃料電池高性能化のためのセラミックシート作製へも適用できた.広く応用可能な技術である.)磁性粒子を用い得られた構造は磁場を印加することで,変形することが可能であった.その変形の際,配置したアレイ状磁性要素の周期が変化した.この変化によりフォトニックデバイスとして利用する際の波長も動的に変化する.フォトニックデバイスは利用する電磁波の波長サイズの格子をもつ人工の結晶構造である.本研究では結晶構造が「ダイナミックに変化する」フォトニックデバイスを作製する.本申請では塑性加工および粉体プロセスを効果的に用い構造を作製する.提案する構造は変形可能な樹脂シート上に磁性小要素を周期的に配置したものである.外部磁場を印加することで,小要素間に相互作用力が働き,構造は変形し,その周期も変化することとなるフォトニックデバイスは利用する光の波長サイズの格子を有する,いわゆる人工結晶であり,近年,さまざまな応用研究が進んでいる.従来の研究では「構造の固定された」デバイスを利用していた.本研究では結晶構造が自己組織的に「ダイナミックに変化する」フォトニックデバイスを作製し,可変長デバイスとしてさらなる応用分野を開拓することを狙っている.本年度,まず微細化に向けて微粒子の樹脂(エラストマー)中の分散調整から研究を開始した.ナノ磁性粒子としてマグネタイト粉末材料を用意し,シリコーンゴム材料であるPDMS(Polydimethylesiloxane)に分散させる.溶媒材料の調整と超音波処理を用い作製した資料は,ミクロトームでスライスし,AFM(原子間力顕微鏡)測定を行うことにより,良好な分散特性を示していることを確認した.また,粒子を含有する樹脂を加工するために,ナノインプリント法を応用した.セラミックス粒子を分散した樹脂材料をシングルマイクロオーダーで問題無く加工できた.さらに,磁性粒子の磁場中での挙動を解析的に取り扱うため,有限要素法または個別要素法を用いた2種類の解析システムの開発を開始した.前者においては磁気エネルギ評価を行うことが可能であり,最終的に磁気的に安定な構造がどのようなものであるかを見出すことが可能である.後者においては,要素間の磁気的相互作用を直接的に取り扱うことができ,これを用い,周期的に配置した微細構造群の制御法を設計することが可能となる.粒子分散樹脂調整,構造作製,磁場中挙動解析,それぞれについて一定の進捗があった.構造のさらなる微細化,さらなるハイアスペクト比構造の作製,が今後の主な課題である.粒子分散状態の改善に加え,サブミクロンの鋳型構造を用意し実験を進める.また,解析システムの開発を続け,必要な周期構造の変化を得ることができる構造設計システムとして利用できるよう完成させる.当該年度においては微細化のためのモールドの購入および真空ユニット等購入を検討していた.実験の工夫により,これらを購入せずともある程度の微細化が可能となった.次年度はこれらを利用した微細化を検討する.また,粒子分散状況の改善および作製構造間の相互作用の評価を行うため,ゼータ電位計を導入する.また,微細ハイアスペクト比構造を作製するためのマイクロモールドの購入費用に研究費を充てる予定である.
センセーション小説における転覆と女性主導のプロットの研究

本研究では、Wilkie CollinsやMary Elizabeth Braddon、そしてThomas Hardyのテクストを分析することで、従来から指摘されてきたセンセーション小説テクストにおける「物語の秩序の転覆」の原因が、一見すると秩序を達成している男性の物語の中で、実際には自らの「願望」を達成している女性の物語プロットにあることを明らかにした。このテクストに存在する「女性の願望の成就」により、結果的に男性の物語の権威は崩されることになる。同様のことが、ジェンダーだけでなく階級においても起きている。本研究の目的は、男性が構築する秩序の物語の中で回復された男性のアイデンティティが実はテクストにおいて女性主導のプロットによって不安に脅かされていることを明らかにすることである。平成25年度の研究では、センセーション小説におけるジェンダーの問題を、「プロット」という視点から、ウィルキー・コリンズのテクストを中心に考察した。その結果、当初予定していたコリンズの『白衣の女』だけでなく、そのコリンズのテクストをトマス・ハーディの『カスターブリッジの町長』と比較研究することで、両方のテクストにおける女性の願望のプロットの存在を明らかにすることができた。研究成果の発表については、その比較研究の内容を、年度内に開催された日本ハーディ協会第56回大会で口頭発表を行った。従来からコリンズとハーディの影響関係は指摘されていたが、本研究では、実際のテクストを「女性の願望のプロット」という観点から分析することで、コリンズとハーディのセンセーション小説の特徴として、一見すると男性の物語を語っているように見えるテクストの中に、男性の物語プロットに影響を与えながら、一方で自らの願望を達成させる女性の物語のプロットの存在を明らかにした。この問題は、さらに他のセンセーション小説作家や他の作品テクストにおいてもどのように現れているかを調べる必要があり、センセーション小説全体の特徴の一つとして考えられるのではないかと思われる。平成26年度の研究では、一つには、新たにヴィクトリア朝中期の代表的なセンセーション作家の一人であるメアリー・エリザベス・ブラッドンの作品であるLady Audley's Secretを取り上げ、平成25年度の研究成果である「テクストに同時に存在する男性と女性のプロット」というテーマをさらに発展させた内容の研究を開始した。その中では、従来からsubversiveと言われるブラッドンのテクストについて、先行研究をもとにしながら、語り手の「ナラティブの権威」という側面から、それがどのように崩されているか考察を行った。その結果、「ジェンダー」だけでなく、「異なる階級の登場人物の願望のプロットに依存するジェントルマン男性のプロット」というセンセーション小説の新たな性質の可能性が明らかになった。この研究内容については、平成27年度の研究期間内に学会口頭発表、または論文という形で成果を発表する予定である。また、平成26年度には、前年度にトマス・ハーディとの関係で学会口頭発表した研究内容を発展させた成果が、査読審査後に『ハーディ研究』に論文として掲載された。さらには、「センセーション小説における男性と女性のプロット」という研究テーマに関して、ウィルキー・コリンズのテクストに焦点を当てた研究内容を日本英文学会第87回全国大会の口頭発表審査に応募し、その結果、その内容を平成27年5月24日に学会発表することになった。平成27年度の研究では、一つには、前年度に行ったメアリー・エリザベス・ブラッドンに関する研究内容を、新たにトマス・ハーディの代表的作品の一つである『テス』と比較することで、両作家のテクストに共通する「他者の願望のプロット」の存在を明らかにした。重要なのは、そこでは主人公の成長物語や悲劇の物語が、主人公の意志ではなく、実際には、テクストに同時に存在する下層階級の社会的上昇の欲望や女性同士のライバル関係、または母親など他者の経済的欲望の物語プロットなどによって導かれ、その結果としてテクストでは道徳的秩序の物語が成立しているという点である。つまりは、一見すると道徳的なリアリズムのテクストに見られる秩序を成り立たせているのは、すべてそれとは相反するセンセーション小説の要素だったということになる。その結果、主人公や語り手が意図した道徳的な物語の権威は根底から崩されることになる。この研究成果に関しては、2015年11月28日(土)に開催された日本ハーディ協会第58回大会で口頭発表した。また、平成27年度には、ウィルキー・コリンズを手本にしたと言われるハーディのセンセーション小説である『窮余の策』について、「女性の願望が導く物語プロット」という観点からテクストを精読し直し、考察を行った。そこでは、男性が各女性キャラクターを完全にはコントロールできず、逆に、女性たちの願望や想像力、そして好奇心が男性主導の物語プロットを新たな方向に導いていることが明らかになった。この研究内容の成果に関しては、今後できるだけ早いうちに口頭発表を行い、論文を作成する予定である。以上、研究期間全体を通してプロットという観点からセンセーション小説というジャンルを考察してきたが、そこではテクストの道徳的権威が転覆され、女性の願望の物語が達成されていることが分かった。

平成26年度に予定していたブラッドンのテクストの分析が予定通りに進んだこと、前年度の研究内容を論文として『ハーディ研究』に掲載できた点と、さらには、その研究成果をさらに発展させたウィルキー・コリンズのテクストについての研究成果を学会口頭発表審査に応募できたため。人文学今後の研究については、前年度までの研究成果をもとに、さらにさまざまなセンセーション小説作家のテクストについて同様の分析を続け、センセーション小説全体に通じる特徴を見つけていきたいと考えている。また、ヴィクトリア朝中期だけでなく、それよりも前の時代と後の時代に、どのように女性のプロットがテクストに関係しているかを考察していきたい。平成25年度に予定していたウィルキー・コリンズのセンセーション小説の研究について、研究を進めるうちに、トマス・ハーディのテクストとの比較研究を行うことでより深く女性の願望のプロットについての分析が可能であることが明らかになり、比較研究についても行った。その比較研究の内容に関しては、年度内に日本ハーディ協会第56回大会で口頭発表を行った。コリンズのテクストについての研究成果の発表については、次年度に行う予定である。次年度使用額が生じた主な理由としては、二つあげられる。一つには、研究開始時に購入を予定していた資料(洋書)に関して、書籍注文後に、絶版になっているため入手が不可能との連絡があり、その結果、資料購入予算の使用金額にずれが生じた。また、二つ目には、参加を予定していた学会の発表内容等が、現在行っている研究内容とはあまり関係がなかったため、それらの学会への参加よりも次年度の学会発表および学会参加に使用することにした。今後の研究については、これまで通りのペースで関連分野の論文や周辺のテーマに関する資料収集を続け、同時に様々なテクストを読み進めることで、より説得力のある研究成果を出すことができるように努めていく。センセーション小説の研究において、個々の作家のテクストについての研究は、同時にそれぞれの作家間の関係性や時代性の研究でもあるため、研究期間内全体で一つの大きな研究として、センセーション小説全体の特徴としての女性主導のプロットの存在を明らかにできればと思っている。使用計画としては、今年度の研究計画では前年度の研究成果を形にし、さらに発展させた内容で論文を作成する予定であるため、その際に新たに必要となる資料の購入に使用したいと思っている。また、旅費に関しても、前年度分の研究成果を今年度に学会発表することが決まっているため、その際の旅費に使用したいと考えている。
家兎実験舌癌モデルを用いた免疫療法の抗腫瘍効果増強に関する実験的研究

VX2癌は可移動腫瘍で,口腔癌で最も頻度の高い扁平上皮癌に組織型が類似している。またVX2癌は移植が容易で移植率がきわめて高いという利点がある。これまで我々は家兎VX2舌癌モデルにBRM製剤や各種抗癌剤の投与及び併用投与を行った。抗癌剤の抗腫瘍効果を形態学的,組織学的腫瘍壊死率,各種免疫染色などによって判定してきた。今回われわれはLNT,CDDPおよびCDGPのアポトーシス誘導能力を評価するために,家兎VX2舌癌に対しLNT,CDDP,CDGPを投与し,TUNEL法にて染色を行った。以下の結果を得た。TUNEL陽性細胞の核はTACS.Blue Labelにより青緑色に染色された。腫瘍の中央部ではネクローシスによる組織の欠損が観察され,TUNEL陽性細胞は腫瘍の辺縁部に認められた。CDGPの腫瘍内投与群および静脈内投与群では,投与経路によるアポトーシス誘導には有意差はみられなかった。CDGPとCDDPの間にはアポトーシス誘導に有意差が認められなかった。アポトーシス抑制因子の解明が必要で,それが固形癌への化学療法の奏効性を高める要素となることが示唆された。平成9年度はLentinanを中心として,低用量癌化学療法との併用療法とその投与タイミングによる抗腫瘍効果の増強について検討した.家兎VX2移植癌について現在継代移植中である。一方,予備実験で慣習飼育(2週間)を終え,VX2癌(口腔癌で最も頻度の高い扁平上皮癌において類似の組織型を示す)細胞遊浮液(体重比50%)を家兎の左舌縁表面から5mmの深さの部位に0.1ml(12×104個/ml)無菌的に移植する手技を会得するため行った。またVX2移植14日目に同部位にcontrol (saline 1.0ml.iv)群としての標本を作製し,BRM製剤Lentinan(1.0mg iv)投与群から比較を行った.その結果control群と比較するとLentinan投与群においては有意に腫瘍発育が抑制されていた.順次,組織学的腫瘍壊死率と低用量CDDP(0.02mg1.0mgit)投与群についての組織標本を作製中である。以下の結果を得た。本年度は昨年度に引き続きLentinanを中心として、低用量癌化学療法との併用療法とその投与タイミングによる抗腫瘍効果の増強について検討した。なお抗腫瘍剤の用量は我々が既に報告した成績に基ずいて使用した。実験方法:(1)低用量CDDP+Lentinan投与群(2)低用量5-FU+Lentinan投与群(3)低用量CDDP+低用量5-FU-Lentinan投与群。低用量癌化学療法後、24時間おいてLentinanを投与し抗腫瘍効果検討を行った。抗腫瘍効果判定は、腫瘍移植後28日目に屠殺し、相対的平均腫瘍重量比と腫瘍の組織学的壊死率で判定した。相対的平均腫瘍重量比はBattle comlumbus Laboratories Protocolに準じて平均腫瘍重量の比(TRW/CRW)を算出し、組織学的壊死率は残存腫瘍の最大径における壊死腫瘍細胞の割合をパラフィン包埋切片とHE染色標本で、更にTUNEL(TdT-medicated dUTP-biotin nick end labeling)法にて顕微鏡下に測定した。TUNEL法はターミナルトランスフェラーゼを用い、アポトーシスを起こした細胞の断片化DNAの遊離3′-OH末端にフルオレセイン-dUTPを高感度に特異的に標識する。腫瘍は、各化学療法後、control群に比較して有意差をもって縮小を認め、HE染色上壊死腫瘍細胞の増加が見られたが、TUNEL法においても有意差をもってアポトーシス細胞の増加が観察された。本年度の研究成果は、第53回日本口腔科学会総会(1999.4.15-16於東京)にて発表予定である。本年度は昨年度に引き続きLentinanを中心として、低用量癌化学療法との併用療法による抗腫瘍効果の増強について、アポトーシス細胞の増加を指標として検討した。なお抗腫瘍剤の用量は我々が既に報告した成績に基づいて使用した。実験方法:以下の4群にわけ実験を行った。

TUNEL法はターミナルトランスフェラーゼを用い、アポトーシスを起こした細胞の断片化DNAの遊離3'-OH末端にフルオレセインーdUTPを高感度に特異的に標識する。腫瘍は、各化学療法後、control群に比較して有意差をもってアポトーシスの増加を認め、さらに併用投与群はすべての群に対して有意差をもってアポトーシスの増加を認めた。しかしながらCDDP投与群とLentinan投与群の間には有意差は認められなかった。本年度の研究成果は、第53回日本口腔科学会総会(1999.4.15-16於東京)および第42回日本口腔科学会中部地方部会(1999.9.18於岐阜)にて発表した。平成12年度は、CDGPの投与経路の違いによるApoptosis誘導能の差について実験を追加し検討を行った。投与経路としてはCDGP静脈内投与群と腫瘍内投与群に分け、CDGP単独投与、LNTとの併用投与を行った。その結果は以下の通りである。(AI=Apoptosis Indexにて示す)CDGP単独投与群、CDGPとLNTの併用投与群ともに、若干腫瘍内投与群の方がアポトーシスの誘導が多く観察されたが、両者の間に有意差は認められなかった。その原因としては、腫瘍内投与群の方が静脈内投与群よりも、腫瘍内におけるCDGPが高濃度になるためと考えられたが、有意差が認められなかったのは、必ずしもCDGPの濃度依存性にアポトーシスの誘導が増強されるわけではなく、誘導には各種要素が関わっていることが示唆され、そして直接CDGPが接触した部位はネクローシスか惹起されたためではないかと考えられた。なお本年度の研究成果は第54回日本口腔科学会総会(5/12-13於東京)及び岐阜大学医学部紀要48(6)に発表した。
１９３０年代～５０年代に朝鮮と台湾の作家が日本語で書いた文学作品を考察する。

28年度が最終年度であるため、記入しない。
火山灰質粘性土にシラスを混入した混合土の透水及び圧縮特性

本研究の目的は、南九州における火山灰質粘性土を改良して、適当な遮水材料となる土質材料を選定することである。この研究課題では粘性土にクロボク土を混入材料にシラスを取り上げ、それらの混合土が遮水材料として用いられる場合のシラス混入率について検討した。得られた結果は次のように要約できる。1.シラス混入率が50%以下の場合、混合土の物理的性質はクロボク土に類似しており、70%以上ではシラスの性質に近くなる。また締固めた混合土は混入率が大きいほど最大乾燥密度は増大するが、その剪断特性は混入率50%程度までクロボク的で粘性土、80%程度からシラス的で砂質土の性質を示している。2.剪断強度は供試体の初期密度、拘束圧及び粒子破砕に影響される。とくに高拘束圧のもとでは軸差応力の増加割合がひずみの増加にも拘らず減少して、剪断抵抗角は高拘束圧の方が低拘束圧の場合に比べて小さくなる。その剪断破壊は供試体中央部から表面に向って進行する。3.砂分が70%程度になるようにシラスを混入すれば、締固めた混合土は透水係数k=10^<-6>cm/sec、粘着力Cu=0.4kgf/cm^2、内部摩擦角Φu=25°になる。その圧縮指数は0.2以下である。以上の結果を総合すると、シラス混入率が50%程度からクロボク土の工学的性質に改良効果が現われ、混入率60%で締固めた混合土が遮水材料として適当である。しかしながらフィルダム用土として二次圧密の大きいクロボク土を含む混合土の使用は、他に適切な用土が得られない場合に限って考慮すべきである。本年度は,有機物含有量32%のクロボクにシラスを混入した混合土について, (1)物理的性質, (2)低圧領域の非排水強度, (3)シラスの高圧領域の排水強度について実験し,また有限要素法による線形解析を実施した.得られた結果は上記のとおりである.1.混合土はシラス混入率050%で火山灰質粘性土VH_2, 5080%で火山灰質粘性土VH_1, 80%以上で火山灰質砂質土VSに分類できる.2.混合土の砂含有量が6570%になるようにシラスを混入すれば,過剰締固め現象は発生せず,非乾燥状態で締固めても最大乾燥密度の95%密度が得られる.この場合のシラス混入率は60%であり,混合土は一軸圧縮強度0.65kgf/cm^2,内部摩擦角φu=25度,粘着力Cu=0.4kgf/cm^2の均質な築堤材料となり,その圧縮指数は0.2以下である.3.高圧下のシラスの排水試験によると,拘束圧10kgf/cm^2以上で粒子破砕量が急激に増加し,その変化には初期密度の影響は少ない.4.三軸圧縮条件下の供試体の応力,ひずみ状態とその変化ならびに破壊の進行状態を有限要素法で解析した.今回は線形解析のために現実のすべり破壊の様相は現われないが,要素破壊が増えると弾塑性材料の応力ひずみ曲線に近い形が得られ,実験結果をよく表現する.現在は非線形解析のプログラムを開発中である.5.混合土の初期接線係数と変形係数の予測式がシラス混入率をパラメータとして誘導でき,今後要素モデルの確立とその解析結果と比較する.6.圧密に関する予備試験を実施し,シラス混入率が増えると,試験結果に周面摩擦が影響することが明らかになった.

このために混合土の圧密諸係数については次年度の検討事項である.昭和63年度には、クロボクとシラスの混合土に関する非排水強度特性および高拘束圧下のシラスの剪断特性について公表した(農業土木学会論文集138号、鹿大農学術報告39号)。本年度の実験的研究は、混合土の排水強度および圧縮(圧密)特性と粒度調整したシラスの剪断特性について実施した。主な結果は下記のように整理できる。1.混合土の排水強度は、シラス混入率60%まではφd、Cdともほぼ一定で、φd=35°、Cd=0.3kgf/cm^2である。この混入率を越えるとφdは増加し、Cdは減少してシラスのφd=47°、Cd=0kgf/cm^2になる。2.混合土の圧縮性は初期沈下量が24時間圧密量の7割を占め、一次圧密が12分で終了する特徴を示した。このために2次圧密も含めた圧密現象の解明が必要であり、双曲線法の適用を試みている。この結果、シラス混入率50%程度まではクロボクと同程度の圧密係数10^<-2>cm/seimが得られ、それ以上の混入率では圧密現象は認められない。現在長期間載荷試験を実施中である。3.混合土の不飽和透水係数はpF水分特性曲線にもとづいた数値実験を実施した。また本年度購入の不飽和透水試験装置による実測値との比棟を急いでいる。実験途中の結果によれば、pF2以下でJaksonの計算式と実測値はほぼ一致するようである。4.高拘束圧のもとでのシラスの粒子破砕が剪断特性に与える影響を解明するために、粒度調整したシラスを用いて高拘束圧剪断を行った。その結果、シラス破砕率を指標とすれば供試体の条件および圧密過程、剪断過程での粒子破砕量を顕著に抽出することが可能である。ゆる詰め、密詰めとも側圧10kgf/cm^2から破砕率が急激に増加することが認められた。本年度は最年度にあたるので、これまでの研究成果を整理した。得られた結果は次のように要約できる。1.シラス混入率が50%以下の場合、混合土の物理的性質はクロボク土に類似しており、70%以上ではシラスの性質に近くなる。また締固めた混合土は混入率が大きいほど最大乾燥密度は増大するが、その剪断特性は混入率50%程度までクロボク的で粘性土、80%程度からシラス的で砂質土の性質を示している。2.剪断強度は供試体の初期密度、拘束圧及び粒子破砕に影響される。とくに高拘束圧のもとでは軸差応力の増加割合がひずみの増加にも拘らず減少して、剪断抵抗角は高拘束圧の方が低拘束圧の場合に比べて小さくなる。その剪断破壊は供試体中央部から表面に向って進行する。3.砂分が70%程度になるようにシラスを混入すれば、締固めた混合土は透水係数k=10^<-6>cm/sec、粘着力Cu=0.4kgf/cm^2、内部摩擦角φu=25°になる。その圧縮指数は0.2以下である。以上の結果を総合すると、シラス混入率が50%程度からクロボク土の工学的性質に改良効果が現われ、混入率60%で締固めた混合土が遮水材料として適当である。しかしながらフィルダム用土として二次圧密の大きいクロボク土を含む混合土の使用は、他に適切な用土が得られない場合に限って考慮すべきである。
衛星データから評価した海面フラックスと海面温度の季節・年々変動の関係の研究

本研究では、海面温度と大気海洋間の乱流フラックスの季節変動と年々変動の関係を解析するための準備として、Konda et al.[1996]で得られた2°×2°月平均海面乱流熱フラックスデータを1987年7月から1992年12月の期間に延長した。次いで、現場観測値として、Konda et al.で用いられていたJMAとTOGA-TAOのブイに加えて、北アメリカ周辺のNODCのブイの現場観測値を用いることによってアルゴリズムと推定精度の海域依存性を調べた。データから得られる平均的な年周期とブイのデータに対する推定誤差は、解析期間を延長してもほとんど変わらなかった。このことから、現場観測値との誤差は今後データの期間が延長してもほぼ変わらないと期待される。Konda et al.の方法は、海上気温を水温、風速、海上比湿を代入する方程式によって求める。この方程式を得るために行った、項の大きさに関する仮定を調べたところ、仮定は海域によらず十分成立したので、気温推定の方程式自体の海域依存性は考えなくてよいことがわかった。また、代入量としてNODCのブイで得られた現場観測値を用いて気温を推定した場合、推定気温と現場観測値の差のバイアスやrmsといった推定精度は、これまでに行った日本近海と太平洋赤道域での結果とほぼ同じであった。したがってアルゴリズムとその精度には、有意な海域依存性はないと考えられる。得られた気温の推定精度は0.1±1.3°Cであった。一方、代入量として人工衛星データを用いて得た海上気温と顕熱フラックスの推定精度には海上風や水蒸気量の推定精度が特に影響する。しかし、日本近海と太平洋赤道域と北米周辺の結果を比較した場合、推定精度に有意な差はなかった。また、人工衛星から得られた気温と顕熱フラックスの推定値と現場観測値の差には季節変動成分が見られる。これは、水蒸気量や海上風速の推定精度の影響が強いと考えられる。年々変動成分は誤差の季節変動の影響が小さくなるので、推定誤差が減少する。
マルチエージェントシステムを用いたメガスケール・ナビゲーションの実現

避難誘導システムやカーナビゲーションシステムに代表される大規模な社会情報システムを開発する場合,利用者全体の移動効率のような群集視点の分析と群衆中の利用者の振舞いのような個人視点の分析が求められる.しかし,これらの調査のために,大量の被験者を用いた実験をすることは困難である.そこで,大規模な社会情報システムの開発支援を目標として,大規模社会情報システムを分析する環境の設計と実問題への適用を行った.大規模マルチエージェントシミュレーション技術とGPS携帯電話を利用することで,小規模な被験者実験を拡張する環境を設計した.さらに,避難誘導システムを題材に選び,分析環境の実装と被験者実験を行った.実験後のインタビューにより,避難中の経路選択という問題において,仮想的な群衆を被験者に見せることで被験者の意志決定に影響を与えられることを確認した.この実験では,群衆についていく避難行動と,群衆を避ける避難行動という正反対の行動が見られた.つまり,群衆を再現するシミュレーションに用いるエージェントのモデルを作成する場合には,被験者全員の実験結果から平均的なモデルを取り出すのではなく,それぞれの人間のモデル化を行うことが重要である.そこで続いて,個々の人間のモデルを獲得する研究として,高速道路における運転行動を対象とした研究を行った.人間がドライビングシミュレータに乗り込んだ時の操作ログとインタビュー結果に対して,仮説推論の枠組みを適用することで個々人のモデルを獲得するプロセスを実施し,獲得したモデルの評価を行った.都市上のユビキタスな情報基盤を利用することで,個別の通行者に対して個別の誘導をするシステム(メガスケール.サビゲーションシステム)が構築できる.このようなシステムの分析には大量の被験者による実証実験が必要となるが,そのコストは莫大なものとなる.そこで本研究では,人を含んだ大規模なシステムの開発手法として,サービスの利用者をエージェントにモデル化したマルチエージェントシミュレーションをシステム運用の前実験に適用することに取り組んでいる.本年度には,参加型シミュレーション機能の開発と避難誘導を対象とした参加型シミュレーションシステムを構築した.システムの分析にマルチエージェントシミュレーションを用いるには,精度の高いユーザモデルを獲得する必要がある.本研究では,そのユーザモデルの獲得に参加型シミュレーションを用いる.参加型シミュレーションとは,仮想空間で行われるシミュレーションに人間が参加するものである.参加型シミュレーションを実施するには,現実の参加者の挙動や意志決定をシミュレーションシステムに取り込む必要がある.そこで,GPS携帯電話を利用することで参加者の位置情報を継続的に取得し,参加者の意思決定をシミュレーション上へ取り込むシステムを開発した.また,京都市内における数万人規模の移動を想定した参加型避難誘導シミュレーションシステムを開発した.シミュレーションの基盤には,これまでに開発してきたCaribbean/Qという大規模マルチエージェントシステムのためのプラットフォームを用いた.本年度に実施した研究では,歩行者と誘導者のコミュニケーションの観察とドライビングシミュレーションからの運転者モデルの獲得という二つのテーマに取り組んだ.歩行者と誘導者のコミュニケーションの観察は,昨年度までの研究成果である避灘誘導システムを平常時用のシステムに拡張するための指針を得るたことを目標として,二つの課題に取り組んだ.一つ目は,歩行者が求める情報の分析である.誘導システムに求められる機能を分析するために,現在地が記された地図を見ながら移動する歩行者がさらにどのような情報を求めるかを調査した.二つ目は,歩行者と誘導者のコミュニケーションの分析である.遠隔地からの誘導の限界を知るために,歩行者と誘導者がコミュニケーションに成功する場合と失敗する場合を分析した.参加型シミュレーションからのモデルの獲得は,都市の人間の再現に必要となる多様な人間のモデルを参加型シミュレーションから獲得する手法を検討するために行った.交通を対象分野として選び,ドライビングシミュレータを用いた参加型シミュレーションのログからドライバーの運転モデルを抽出した.本研究では,3Dドライビングシミュレータにおける被験者の操作ログに仮説推論の枠組みを適用し,運転者の操作モデルを取得するアプローチを取った.高齢者と若齢者が参加するドライビングシミュレーションログに適用することで,運転者の操作モデルを獲得することができた.避難誘導システムやカーナビゲーションシステムに代表される大規模な社会情報システムを開発する場合,利用者全体の移動効率のような群集視点の分析と群衆中の利用者の振舞いのような個人視点の分析が求められる.しかし,これらの調査のために,大量の被験者を用いた実験をすることは困難である.そこで,大規模な社会情報システムの開発支援を目標として,大規模社会情報システムを分析する環境の設計と実問題への適用を行った.大規模マルチエージェントシミュレーション技術とGPS携帯電話を利用することで,小規模な被験者実験を拡張する環境を設計した.さらに,避難誘導システムを題材に選び,分析環境の実装と被験者実験を行った.実験後のインタビューにより,避難中の経路選択という問題において,仮想的な群衆を被験者に見せることで被験者の意志決定に影響を与えられることを確認した.この実験では,群衆についていく避難行動と,群衆を避ける避難行動という正反対の行動が見られた.つまり,群衆を再現するシミュレーションに用いるエージェントのモデルを作成する場合には,被験者全員の実験結果から平均的なモデルを取り出すのではなく,それぞれの人間のモデル化を行うことが重要である.そこで続いて,個々の人間のモデルを獲得する研究として,高速道路における運転行動を対象とした研究を行った.人間がドライビングシミュレータに乗り込んだ時の操作ログとインタビュー結果に対して,仮説推論の枠組みを適用することで個々人のモデルを獲得するプロセスを実施し,獲得したモデルの評価を行った.
遺伝子クローニングを含めたマラリア原虫形質膜H^+-ATPaseの分子生物学的研究

1.マラリア原虫形質膜におけるH^+移動と代謝物輸送マラリア原虫寄生赤血球におけるブドウ糖膜輸送の変化の機構をH^+(プロトン)移動との関連において検討した。結果は次の様である。(1)P.yoelii寄生赤血球においてブドウ糖類似体である2デオキシグルコスの取り込みが著しく高まる。(2)速度論的解析から寄生赤血球膜に小孔が出現し、受動的に2デオキシグルコースが寄生赤血球に流入することを認めた。(3)寄生赤血球に流入した2デオキグルコースは濃度勾配に反して能動的にO.yoelii内に取り込まれる。(4)各種代謝阻害剤を用いた結果、P.yoeliiへの2デオキシグルコースの取り込みはプロトンの流入と共役することを認めた。これはH^+/ブドウ糖共輸送系の存在をマラリア原虫において始めて示すものである。2.マラリア原虫形質膜H^+・ATPase遺伝子のクローニングの試み(1)酵母(S.cerevisiae)の形質膜H^+・ATPase遺伝子を参考にして21塩基のオリゴヌクレオチドを合成し、これをプローブにした。(2)入ファージを用いて作成したP.falciparum及びO.yoeliiの遺伝子ライブラリーをスクリーニングした結果、強度の異なるいくつかのクローンを得た。(3)上のファージクローンをプラスミドpUC19にサブクローンし、M13・ジデオキシ法により部分的に塩基配列を決定した。(4)得られた塩基配列を他生物種のATPaseとコンピュータ処理で比較したところ、1つのクローンはウサギ筋小胞体のCa^<2+>・ATPaseのトランスメンブレン領域やCa^<2+>結合領域などと高い相同性を示した。結果は次の様である。
化学分析で評価する西アジア先史社会のヒト・穀物・動物の移動と社会構造

本研究は、化学分析を用いて復元したヒトの移動や物流の遺跡間・時代間の比較から、都市誕生にいたる過程として、ヒトの移動や物流が単調だったと予想される狩猟採集社会、自給自足的な農耕村落社会から複数の集落ネットワークを包含した複雑化社会への移行の様相を明らかにする。そのために、西アジアの新石器時代から青銅器時代遺跡において、出土人骨や炭化種子、動物骨のストロンチウムや酸素、窒素、炭素同位体比測定などの化学分析を実施し、当時のヒトの移動や食料とされた穀物や動物の流通と消費を復元する。食物資源の共有と消費から共同体内小集団が検出可能となれば、初期定住村落における社会構造に踏み込んだ議論が可能となる。
精細胞の分化・脱分化と精子特異抗原

(1)精子形成過程における精子特異抗原の発現ヒト及びラット精巣組織を対象として、各一次抗体HSA-5、HSA-10、HS-13、HS-33を用いたABC法にて免疫組織化学的に各対応抗原の発現を調べた。その結果、いずれの抗原も精子細胞の段階から発現が確認できた。精粗細胞、精母細胞では免疫反応陽性産物は認められなかった。各抗原は精子細胞で発現していたものの、それらの局在は完全には一致しておらず、微妙に異なっていた。詳細については現在解析中である。免疫電顕的に観察できたHS-13の場合には、対応抗原HSAg-13は先体部分に認められた。他の抗原についても同様の実験を進めている。(2)ヒト精巣腫瘍組織における精子特異抗原の発現まず、腫瘍組織凍結切片を免疫組織化学的に検討した。一部の腫瘍組織に陽性反応が得られたが、陽性成分を識別特定することは極めて困難であった。次に、RT-PCR法によってmRNAの発現を調べた。部分的に判明しているHSAg-5のcDNA配列から特異的な部分を選び出し、プライマーを作製した。β-アクチンを陽性対象物質として、マウス精巣及びヒト精巣腫瘍組織からmRNAを抽出し、cDNAに変換しPCR法を施行した。β-アクチンのバンドは全対象で認められた。一方、HSAg-5バンドはマウス精巣と2例のセミノーマ症例でのみ認められた。3例の精巣胎児性癌では陰性であった。同様に行ったHSAg-63(全cDNA配列が明らかになっている)の場合には正常精巣組織ではバンドが認められたが、腫瘍部分では全例陰性であった。症例を増やし、cDNA配列が部分的に判明しているSTX-10も併せて検討継続中である。
石炭の新しいガス化プロセスの開発

エネルギー源、化学原料源として極めて重要な石炭をクリーンにかつ効率よく利用するには、石炭の高度利用技術の開発が緊急の課題である。本研究では、(1)石炭を総合的かつ効率的に利用できる新しいガス化プロセスの開発、(2)ガス化反応の解明に基づく効率の良いガス化装置の開発、(3)低品位、劣質の石炭をもガス化可能とする石炭供給法の開発と、(4)無公害でクリーンなガス化プロセスの確立を目標に種々の検討を実施している。本年度得られた成果の概要は以下の通りである。(a)前年度までに開発した石炭溶剤膨潤熱分解法により、石炭転化率を67%、タール収率を42%まで増加することに成功した。さらに、高圧迅速熱分解時の水素消費量を測定できる装置を開発し、水素消費量と生成物分布の関連性を検討した。(b)鉄触媒により高圧迅速水素化熱分解のBTX収率が増加することを初めて明らかにした。さらに、熱分解・ガス化に対する鉄触媒の作用機構を明確にした。(c)水素供与性溶剤を用いた高圧下での超臨界抽出により、石炭転化率60%、液収率50%を達成した。また、抽出残渣炭チャーのガス化反応性が原炭チャーより大きいことを明らかにした。(d)昨年度までに開発した一塔二段粒子層式ガス化装置を用いて1150°Cまでのガス化を実施し、炭素転化率96%、冷ガス効率78%という画期的な値を達成した。(e)石炭石、鉄鉱石などのフラックスの添加により灰分の融点を下げて、ガス化温度を最適操作温度に近づけ得ることを実証した。また、灰分の融点を推定できる実験式を提出した。(f)石炭ー水スラリーの熱的前処理プロセスを開発し、本法がガス化プロセスの高効率化に有効であることを明らかにした。(g)高温乾式脱硫剤として、合成Fe_2O_3系、ならびにヘマタイト系鉄鉱石が400500°Cの温度範囲で実用化の可能性が高いことを明らかにした。
コンポジット修復時歯貿亀裂発生のコンピュータシミュレーションの提案

モンテカルロ法を利用した有限要素法による応力解析と構造信頼性工学を応用することで,コンポジットレジン修復歯の信頼性(コポジット充填時のエナメル質亀裂の発生率)の評価を試みた.モデル外形は上顎中切歯を唇舌方向に二分割した断面をトレースにより作成し,窩洞形態はバットジョイント単純窩洞とした.レジン,エナメル質および象牙質の各弾性率ならびにレジンのゲル化後の重合収縮値に対し,モンテカルロ法を用いて不確かさを考慮にいれた.すなわち,今までに報告されている各物性の平均値と標準偏差をもとに乱数を用いて,各物性値を50個分サンプリングした.次に,サンプリングされた物性値を用いて有限要素法による応力解析を50回繰り返すことで,窩洞窩縁部エナメル質内の最大引張主応力の平均値と標準偏差を求めた.さらに求められた最大引張主応力の確率分布に対して,正規分布の適合性をカイ二乗検定により確認後,構造信頼工学における静的破壊を考えた応力-強さモデルを適用した式により窩洞窩縁部エナメル質の破損率を算出した.その結果、下記の結論が示された解析に用いたモデルにおいて,レジンの重合収縮に起因して窩洞窩縁部エナメル質内に発生した最大主応力は用いたレジンによって異なり,平均値で9.7MPaから77.5MPaの範囲であった.いずれのレジンの場合にもエナメル質内に発生した応力の確率分布としては正規分布を適用できることが統計的に示された.レジンの重合収縮に伴う応力に起因する窩洞窩縁部エナメル質亀裂の発生確率は用いるレジンにより異なり,0から98.9%の範囲であった.窩洞窩縁部エナメル質亀裂発生確率とレジン重合収縮値およびレジン弾性率との関係をみると,エナメル質亀裂発生確率とレジン重合収縮値との間に高い相関がみられたが,レジンの弾性率との間には相関はみられなかった.モンテカルロ法を利用した有限要素法による応力解析と構造信頼性工学を応用することで,コンポジットレジン修復歯の信頼性(コポジット充填時のエナメル質亀裂の発生率)の評価を試みた.モデル外形は上顎中切歯を唇舌方向に二分割した断面をトレースにより作成し,窩洞形態はバットジョイント単純窩洞とした.レジン,エナメル質および象牙質の各弾性率ならびにレジンのゲル化後の重合収縮値に対し,モンテカルロ法を用いて不確かさを考慮にいれた.すなわち,今までに報告されている各物性の平均値と標準偏差をもとに乱数を用いて,各物性値を50個分サンプリングした.次に,サンプリングされた物性値を用いて有限要素法による応力解析を50回繰り返すことで,窩洞窩縁部エナメル質内の最大引張主応力の平均値と標準偏差を求めた.さらに求められた最大引張主応力の確率分布に対して,正規分布の適合性をカイ二乗検定により確認後,構造信頼工学における静的破壊を考えた応力-強さモデルを適用した式により窩洞窩縁部エナメル質の破損率を算出した.その結果、下記の結論が示された解析に用いたモデルにおいて,レジンの重合収縮に起因して窩洞窩縁部エナメル質内に発生した最大主応力は用いたレジンによって異なり,平均値で9.7MPaから77.5MPaの範囲であった.いずれのレジンの場合にもエナメル質内に発生した応力の確率分布としては正規分布を適用できることが統計的に示された.レジンの重合収縮に伴う応力に起因する窩洞窩縁部エナメル質亀裂の発生確率は用いるレジンにより異なり,0から98.9%の範囲であった.窩洞窩縁部エナメル質亀裂発生確率とレジン重合収縮値およびレジン弾性率との関係をみると,エナメル質亀裂発生確率とレジン重合収縮値との間に高い相関がみられたが,レジンの弾性率との間には相関はみられなかった.
ボツリヌス毒による皮弁の血流および生着域の改善

皮弁移植術後の予後は,皮弁の血流に左右される。皮弁の血流改善には薬剤による皮弁壊死予防がある。その薬剤として種々のものがあるが,現時点では満足できるものはない。血流改善の効果が期待されるものにボツリヌス毒がある。ボツリヌス毒は神経筋接合部に作用して筋弛緩をもたらすが,その作用の他に血管攣縮予防,血管拡張作用も報告されている。この薬剤を皮弁の血流改善に利用できるか検討することが本研究の目的である。ラットの背側皮弁を用いて,皮弁の血行動態の評価を行った。さらにボツリヌス毒注入群とコントロール群で,皮弁の生着域,血管の状態の比較を行った。皮弁の生着域の測定および,血管造影による血管の状態の評価を行い,コントロール群とボツリヌス毒注入群での比較を行った。生着域の測定は画像解析ソフトを用いた。今回の実験ではボツリヌス群とコントロール群で有意な差は認めなかった。定性的にはボツリヌス群が皮弁の生着領域の増大および血管撮影での血管の太さの増大を認めたが,定量的には有意差を認めなかった。原因としては,皮弁デザインおよび皮弁作成時の手技の問題,ボツリヌス毒注入の手技の問題,ボツリヌス毒の濃度の問題など様々なものが考えられた。ボツリヌス毒素は血管平滑筋に作用し,血管の拡張に寄与すること,また血流の改善を来すという基礎的研究の報告があり,理論上,それが皮弁の血流改善,生着域,生着率の改善につながるはずである。今回の実験モデルでは再現性に欠けるものがあったので,実験モデルの再検討をすることで,本実験の仮説が立証されるものと思われる。ボツリヌス毒は,以前は文字通り毒であり,医療とはかけ離れたものであったが,近年その有効性が認識され,眼瞼痙攣や美容で適応されてきている薬剤である。今後皮弁の血流改善での有用性が証明されれば,ますますニーズの高い薬剤となると考えられる。
希ガス蛍光を利用したパルス中性子2次元位置検出器の開発

ヘリウム/キセノン混合ガスにおけるシンチレーション過程を研究してきた。その中で時間スペクトル、発光スペクトルを明らかにした。また、シンチレーション収量と同時にイオン化収量も測定し、物質中での放射線エネルギーの分配過程に関する知見を得た。以上の知見を元に、ヘリウム/キセノン混合ガスを検出器媒体とし、希ガス蛍光(シンチレーション)を利用した、高許容計数率・高時間分解能といった性能を持つパルス中性子2次元位置検出器の開発を行った。中性子2次元位置検出器の検出器媒体として最終的には、^3He/Xe混合ガスを使用するが、まずは、^4He/Xe混合ガスを用い、混合希ガスのシンチレーション特性(発光スペクトル、発光時間プロファイル、絶対蛍光効率)・電離収量を全圧・混合比を変えながら測定した。全圧は1.OMPaと0.657MPa、キセノン分圧は10^2Paから10^6Paの範囲で測定を行った。以下に明らかにしたことを述べる。混合ガスの発光スペクトルを測定すると、174nm付近にピークを持っ発光であることが分かった。174nm付近のシンチレーションに着目すると、シンチレーションの立ち上がり時間は4nsec.以下であり、タイミング信号として優れている。また、測定したシンチレーション光の減衰は、ヘリウムの励起2原子分子の発光寿命(10usec.)より早く、1%のキセノンの分圧比でキセノン励起2原子分子の寿命(99nsec.)に近づく。これはヘリウムからキセノンへのエネルギー移行過程の時間がキセノン励起2原子分子の寿命より十分短い時間に起きたためであり、He/Xe混合.ガスを利用することにより、時間分解能に優れ、許容計数率が大きいといった優れた特性を持つ放射線検出器を開発できることが分かった。また、発光量の絶対蛍光効率(発光の絶対量)と電離収量を同時に測定することにより、ヘリウムに分配された放射線のエネルギーがほぼ100%キセノンに移行し、キセノンの励起2原子分子の光として発光していることが分かった。中性子2次元位置検出器の検出器媒体として最終的には、^3He/Xe混合ガスを使用するが、まずは、^4He/Xe混合ガスを用い、混合希ガスのシンチレーション特性(発光スペクトル、発光時間プロファイル、絶対蛍光効率)・電離収量を全圧.混合比を変えながら測定した。混合ガスの発光スペクトルを測定すると、174nm付近にピークを持つ発光であることが分かった。これはヘリウムからキセノンへのエネルギー移行過程の時間がキセノン励起2原子分子の寿命より十分短い時間に起きたためであり、He/Xe混合ガスを利用することにより、時間分解能に優れ、許容計数率が大きいといった優れた特性を持つ放射線検出器を開発できることが分かった。以上の知見を元に、エネルギー移行過程について検討を行い、中性子2次元中性子検出器の設計を行った。前年度までの研究結果より、4He/Xe混合ガスのシンチレーション特性(発光スペクトル、発光時間プロファイル、絶対蛍光効率)は以下のような特徴を持つことが分かった。発光スペクトルを測定すると、174nm付近にピークを持つ発光であること。174nm付近のシンチレーションに着目すると、シンチレーションの立ち上がり時間は4nsec.以下であり、タイミング信号として優れていること。これはヘリウムからキセノンへのエネルギー移行過程の時間がキセノン励起2原子分子の寿命より十分短い時間に起きたためであり、He/Xe混合ガスを利用することにより、時間分解能に優れ、許容計数率が大きいといった優れた特性を持つ放射線検出器を開発できるということ、である。以上の特性から、He/Xe混合ガスのシンチレーションは中性子検出器として有望であることが分かり、中性子検出器への応用として、2次元中性子検出器を構築した。検出器部はガスを封入し、光検出器であるマイクロチャンネルプレート光電子増倍管(MCP-PMT)を内蔵するチェンバーからなる。MCP-PMTは位置敏感型PMT用モジュール(プリアンプ・波形成形器・ADCが一体となったモジュール)に接続され、チャンネル毎の波高値がデジタル値として出力される。中性子検出イベント毎のデジタル値はVMEデータプロセッサにより、VMEクレートコントローラを介し、PCに保存される。
トポロジカル相でのバルク・エッジ対応の多様性と普遍性：固体物理を越えて分野横断へ

年度当初の2日間の組織内研究会での密接な議論に基づきバルクエッジ対応に関する以下の研究を行った。[1]本組織関連の数学者の理論に触発されてコーナー状態を(1)量子もつれの方法と(2)機械学習の手法で新しいバルクエッジ対応の観点で研究した。(3)分数量子化ベリー位相の量子スピン系での意義を確立した。(4)3次元バネ質点系のワイル点とバルクエッジ対応を解明した。(5)非エルミート系のトポロジカル相の理論を開拓し(6)多体のチャーン数に関する新知見を得た。[2]冷却原子に関して(1)様々な原子間相互作用の系でトポロジカルポンプを行い相互作用と乱れの効果を確認した。(2)トポロジカル超流動に向けて異種原子混合量子系生成装置の準備を完了した。(3)量子幾何テンソル測定の新規実験手法の開発,人工次元を用いたトポロジカル原子レーザーの可能性の追求,高空間分解能な原子検出の準備を行った。[3]放射光ARPES実験に関して(1)テラヘルツ光パルス時間分解によりDirac表面電子の光電場での加速現象を直接観測し弾道的電子流を実現した。(2) nonsymmorphicな単結晶表面で旋回型のスピンテクスチャを観測した。(3)層状反強磁性体のバルクエッジ対応に関して表面状態の観測を行い(4)銅酸化物超伝導体のAndreev束縛状態の観測も推進した。[4]フォトニック結晶等に関して(1)カイラルな系でトポロジカル状態の偏光特性を解明し(2)バレーフォトニック結晶導波路でエッジ状態に結合した量子ドット発光の高効率伝搬を実証した。(3)フォトニック結晶でコーナー状態の実現可能性を数値的に解明し(4)完全バンドギャップが利用可能なバレーフォノニック構造を見出した。H30年12月に4日間の国際会議(参加者84)を主催し,国際的な研究交流を行った。広島大学と京都大学にて本経費で特定准教授の雇用を開始した。[1]理論的研究に関してバルクのトポロジカル数である(1)独自の分数量子化ベリー位相と(2)多体のチャーン数に関してPhys.Rev.Lett.誌に各1報論文を出版した。特に後者はEditors'suggestionに選定され高評価を得た。また,機械学習という現代的な新手法を研究に取りいれた。[2]冷却原子に関して,当初計画したトポロジカルポンプ実験に加えて,新に系のトポロジカルの性質を決めるベリー曲率および量子計量テンソルを実験的に測定する新たな実験手法の開発や,トポロジカルレーザー発振現象の物質波人工次元への応用に取り組む等,当初の計画以上に研究が進展している。[3]放射光ARPES実験に関して,光の1周期よりも短い時間スケールでトポロジカル絶縁体の表面ディラック電子の加速を観測した成果がNatureに掲載され注目を浴びた。また,層状反強磁性体における新たなタイプのトポロジカル相の発見についても現在評価が高い雑誌に論文を投稿中である。[4]フォトニック結晶等に関して量子ドットを有するバレーフォトニック結晶導波路の実現に関する報告に対して,国際会議論文賞が授与された。また,光以外の系への展開として,トポロジーを活用したオンチップ弾性波制御の可能性を見出すなど,当初計画を超える成果が得られた。この成果は,バルクエッジ対応の多様な系への展開を目指す本課題の今後の展開にも資するものである。国際交流に関して,研究年度2年目にして第2回目の国際会議BEC2018X(4日間,参加者84)を開催し,数学者を招聘し多分野交流の場として初年度に増して国際的に好評を得た。以上の具体的成果をもって当初予定より進展していると自己評価する。なお本年度の研究協力者は,古田幹雄,井村健一郎,中島秀太,苅宿俊風,吉田恒也,本経費雇用研究者は溝口知成(H31.1.1から承継化),岩澤英明,武井宣幸である。理論的になりがちなトポロジカル相の研究を実験的に観測可能な問題へ還元することで,バルクエッジ対応が適用可能な現象を広く探索し概念を深化させる。[1]理論的には量子/古典の多彩な系でのバルクエッジ対応を我々が提案してきたベリー接続の理論,量子もつれの理論等を用い,数学-物理の連携,交流の下で研究を進める。また,平坦バンドやディラック分散など特異分散とトポロジカル相/バルクエッジ対応の関連を追求し,また非平衡系,電子相関,超伝導,非エルミート系など未開拓な問題にも積極的に関与することで新しい展開を目指す。[2]冷却原子に関して,これまで取り組んできたトポロジカルポンプについてその堅牢性に関して系統的な測定を完遂し,理論との定量的な比較を行い全容を明らかにする。また,量子幾何テンソルを測定する新たな実験手法を様々な格子系に適用する。更にこれまでに準備したトポロジカルレーザー発振現象の物質波人工次元への応用,トポロジカル超流動の生成に向けた混合量子系の生成,高空間分解能な原子検出法の開発を進める。[3]放射光ARPES実験に関して,希土類を含む物質のトポロジカル相について放射光ARPESを行い,電子相関効果とバルクエッジ対応の関係を明らかとする。継続して層状反強磁性絶縁体について研究を進め,アクシオン絶縁相の探索を行う。