hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間依存性のある外場中の量子トンネル現象の理論的解析

本格的な量子トンネル現象の解析を開始する前に、科研費交付金により整備された計算機環境を用いて、シミュレーションに必要なルーチンのプログラミングを行った。通常の、FortranやCなどのプログラミング言語を用いた場合、量子力学に特有の状態ベクトルの重ね合わせや、演算子の期待値を求めるなどの、抽象的な操作を表わすことがむずかしい。そのため、本研究では、このような抽象的な演算操作も定義でき、また、グラフィックス能力もすぐれているMathematicaを用いることにし、より高速な演算が要求される部分はそのMathematicaからCなどの高級言語によるルーチンを呼びだすという方法で、課題に取り組むことにした。現在、状態ベクトルの種々の演算、演算子の期待値、固有値、固有ベクトルなどの計算を抽象的なレベルで行うルーチンのプログラムは完成しており、その結果、量子力学のコンピュータによる計算が非常に見通しよく行えることになった。副産物として、現在非常に注目されている量子コンピュータについての様々な計算も容易に行えることとなったので、その方面の計算も始めている。本研究の本来の課題である量子トンネル現象については、通常の矩形ポテンシャル等の場合の解析をほぼ終え、組み上げたプログラムが信頼できるものであることを確認できた。現在、ポテンシャルに不規則性を導入した場合のアンダーソン局在状態が、ポテンシャルに時間依存性を導入することによってどのような影響を受けるかに注目した計算を行っている。成果はまだ公表していないが、できるだけ早く公表するための準備を進めているところである。(1)まず初めに時間依存性のない量子トンネル現象についてのレビューを行った。時に、波動関数の確率的解釈によってトンネル現象がどのように物理的に理解できるのか、また波動関数の位相にはどのような意味があるのか、その波動関数が重ね合わされ、千渉を起こすことによって、どのようにトンネル現象が記述されるのかに注意を払った。(2)次に、科研費補助金によって導入可能となったUNIXをOSとする計算機環境の整備を行った。具体的には、数値計算以前の基本的なソフトウェアのインストール、数値解析用のソフトウェアのインストール、各種サブルーチンの開発及びそのテストなどを行った。本研究機関では大規模な数値計算を行う計算機環境が整っていなかったため、これらの整備作業に当初の予定よりも時間を要した。しかし、科研費補助金のおかげでこれ以降数値計算による各種シミュレーションが行える環境ができることとなった。従って、この作業に要した時間は必要な初期投資であったと考えている。(3)時間依存性のあるトンネル現象ではそのトンネル確率の指数関数的依存性のために安易な数値解析はできない。そのため、まず確実な理解の基盤を築くために、初歩的な2状態系の数値解析から行った。まず、時間依存性を持たないハミルトニアンによるポテンシャル障壁の通過による波動関数の変化を追跡することから始めた。次に、微小な振動外場を加え、そのトンネル現象がどのように変わっていくかを調べた。特に、エネルギー差が外場の振動数に等しい場合に現れる共鳴現象に注目し、その様子を詳しく調べた。(4)現在のところは、まだ結果の公表は行っていないが、最終年度となる来年度の結果公表にむけて、現在得られている結果をまとめ、考察を加えている。また、2状態系からさらに多状態系へ考察の対象を広げ、より現実的な物理現象の理解をめざし、さらに数値解析的な考察、および理論的考察を行っている。(5)来年度は、本年の研究をさらに一般的なものにするために、離散状態系の考察から、連続状態系の考察へと考察の幅を広げていきたい。
立体選択的オクタヘドラル金属錯体形成能を有する鎖状多座配位子の開拓

分子触媒の開発において活性種を単一化する配位子設計が求められている。例え、一つの活性種が完璧な性能をもっていても、複数の活性種が共存すれば全体の効率は低下するからである。代表標的配位子としてsp^N/sp^N混合系の四座配位子Ph-BINAN-H-Pyを取り上げ、そのルテニウム錯体がcis-α型を優先し、芳香族ケトン類の不斉水素化に有効であることを見い出した。さらに、水素化経路およびエナンチオ面選択機構を明らかにした。水素化触媒に限らず、新たな触媒設計指針を示すものとしても注目される。平成23年度に記載した今後の研究の推進方策に基づき、環境調和型反応に焦点をおいた反応探索をおこない、新触媒系の確立を目指した。平成24年度は、原子効率100%、Eファクタ0の反応として、水素分子のカルボニル化合物への付加反応に焦点をおいた。前年度までに、R-BINAN-R'-Py配位子のcis-a選択的Ru錯体形成能を確認し、反応のエナンチオ選択性がCH-p相互作用によるものであることを明らかにしている。今年度は、新たに速度論実験、速度式解析、重水素標識実験、速度論的同位体効果測定などをおこない、本触媒系の反応経路に関する情報を得た。その結果、本触媒系は非常に遅い触媒サイクル前段階をもち、基質阻害のある特徴的な触媒サイクルによって進行することが分かった。反応はごく少量生じた触媒活性種によって進行し、配位子量を金属前駆体に対して20分の1まで低減しても、反応速度を低下させること無く、高いエナンチオ選択性で反応が進行することを示した。その際の、キラル増幅率は20000に達する。並行して、ビナフチル骨格を基盤としたsp2N/sp3NH部を反応活性部位として固定した、鎖状R-BINAN-Py-PPh2三座配位子を設計、合成した。この配位子とRuCl2(dmso)4を用いて錯形成をおこなったところ、単一のfac選択的Ru錯体が定量的に得られた。3位のR基を水素に置き換えると3種類の異性体が生じることから、3位置換基がfac選択性の獲得に有効であることが明らかとなった。この錯体を用いて、ピナコロンを水素化すると、エナンチオマー比が最高98:2である水素化生成物が定量的に得られることが分かった。本研究では、ビナフチル骨格の3,3'位へ置換基を導入することにより空間配座を固定化し、立体選択的にオクタへドラル金属錯体を形成する鎖状多座配位子に注目する。代表標的配位子としてsp2N/sp3NH混合系の四座配位子R-BINAN-R'-Pyを取り上げ、そのルテニウム錯体がcis-α型を優先し、芳香族ケトン類の不斉水素化に有効であることを見いだしている。この発見を起点として、ビナフチル骨格を基軸としたsp2N/sp3NH部を反応活性部位として固定した、鎖状三座・四座配位子を設計・合成し、その金属錯体による新たな触媒機能を獲得することを目的とする。具体的には、平成23年度内に(a)ビナフチル骨格を基軸とした三座および四座配位子の対称・非対称修飾に基づく配位子ライブラリーの構築、(b)新型配位子による立体選択的金属錯体形成能の検証、を実施した。三座配位子として、鎖状PNN型配位子BINAN-Py-PPh2を取り上げ、fac配位特異的なベンゼンを補助配位子とすることで[Ru(C6H6)((R)-binan-py-PPh2)](BF4)2を定量的に合成した。この配位子のビナフチル骨格の3位にフェニル置換基を導入することにより、ベンゼン配位の助けを得ることなく、fac構造が優先することを確認した。項目(a)に関しては、3,3'位置換基の自由自在修飾に基づくR-BINAN-R'-Pyおよびその非対称性誘導体の合成法を確立した。代表的配位子Ph-BINAN-H-Pyは、現在のところオルトリチオ化/ヨウ素化/鈴木-宮浦カップリング/還元的アルキル化プロセスにより、総収率84%で合成することができる。この経路に従い、R-BINAN-R'-Py配位子に立体的・電子的に異なるRやR'を導入し配位子の多様化を図った。ピリジン部の構造修飾に関しては、3,3'位R置換

BINANの還元的アルキル化段階におけるアルデヒド部の多様化によって対応した。ピリジン、キノリンなどのsp2N系配位子を導入した。並行して、ビナフチル骨格を基盤としたsp2N/sp3NH部を反応活性部位として固定し、鎖状R-BINAN-sp2N-X三座配位子を合成した。(R)-1,1'-ビナフチル-2,2'-ジオールを出発原料に、ビストリフレート化/Buchwald法によるモノホスホネート化/ピリジルメチルアジドによるStaudinger反応を鍵段階として、6段階全収率81%で3位無置換基のBINAN-Py-PPh2を合成した。(b)に関しては、上記ライブラリーの配位子を用いて錯形成を実施した。酸化還元能のある遷移金属錯体からルイス酸性な金属錯体まで広範にその調製法を検証し、オクタへドラル錯体における配位様式をNMR実験およびX線回折実験によって検証した。実際に、Ph-BINAN-H-Py/MX2錯体において、鉄、マンガン、銅、ルテニウムの結晶を高収率で得ることに成功し、これらの錯体においては結晶中でいずれもΛ-cis-α構造をとっていることを確認した。さらに、鎖状の三座配位子R-BINAN-Py-PPh2においては、ベンゼン配位の助けを得ることなく、fac構造をしていることが分かった。環境調和型反応に焦点をおいた反応探索へと進み、新触媒系の確立を目指す。水素分子や水、アルコール、アンモニアなどの小分子を活性化し、カルボニル化合物やオレフィン類に付加する反応は、原子効率100%、Eファクタ0の環境調和型有機合成反応として注目される。これら環境調和性の高い触媒反応に焦点を置いて、自動合成装置を用いて行列的に触媒機能を探索する。研究実績の概要で述べたように、Ph-BINAN-H-Py/Ruπアリル混合触媒系が芳香族ケトン類の不斉水素化に有効であることが分かっている。平成23年度に得られた(a)項目と連動しつつ、R-BINAN-R'-Py配位子の構造と活性・選択性相関、それらの金属錯体のcis-α選択的オクタへドラル錯体形成の優位性、および金属ヒドリドのヒドリド性制御を取り入れた触媒設計を行う。並行して、鎖状三座配位子R-BINAN-sp2N-Xの水素化機能も調査する。予備的段階ではあるが、BINAN-Py-PPh2配位子を有するRu錯体に各種配位性化合物を添加した結果、DMSOとの組み合わせによる錯体を用いて、ピナコロンおよびβ-ケトエステルの水素化において、エナンチオマー比が最高2:98である水素化生成物が定量的に得られることが分かっている。その他の環境調和型反応も15種類の反応がすでにライブラリー化され、反応変換率・化学収率・不斉収率を決定する環境が整備されている。これらの反応系に対して、新型配位子の適用性を検証する。さらに、BINAP/Ru錯体触媒を用いるエナミド基質の水素化の機構解明過程で得た様々な解析技術を最大限に活用して、新触媒系の機構を解明する。速度論、重水素標識、同位体効果測定により反応経路や触媒サイクル内の各種間のエネルギー関係に関する情報を得、機構解明研究成果を触媒性能向上のために役立てる。本研究は研究代表者と本学大学院理学研究科の大学院生2名の計3人体制で、(a)配位子ライブラリーの構築、(b)新規配位子による立体選択的金属錯体形成能の検証、(c)環境調和型触媒反応の探索に関わる実験を実施する。研究の性格上、様々な有機化合物、反応剤、分離精製資材が必要となるが、研究費のほとんどをこれらの消耗品の購入にあてたい。通常の測定には、本学化学測定機器室設置の共通機器を利用する。
酵素蛋白質の計画的改変のための基礎技術の確立

Mucorからクローン化したレンニン遺伝子より酵母で発現される蛋白の糖鎖付加部位を同定した。また大腸菌内で封入体として発現されるウシキモシンの再生過程を追跡し、N末の数アミノ酸の重要性を明らかにした(別府)。チミン2量体除去修複酵素T4エンドヌクレアーゼを化学合成し、大腸菌での大量発現に成功してin vitroとin vivoで活性の異なる変異体を多数取得した(大塚)。高度好熱菌のプロテアーゼアクアライシンの特異的な分泌機構を明らかにした(太田)。グルコース脱水素酵素の部位特異的変換で、アミノ酸置換と特異性の変化に関する情報を得た(岡田)。サイクロデキストリンを生成するCGTase遺伝子をクローン化し、全構造の決定および大腸菌での分泌生産に成功した(正木)。ポリエチレングリコール修飾酵素の有機溶媒中での反応特性を明らかにし、また磁性化酵素を磁力を用いて生体の特定の部位に誘導できた(稲田)。四量体アスパルターゼサブユニットのハイブリッド化による活性と調節機能の変換を達成し、またトリプトファナーゼの大量発現と結晶化に成功した(徳重)。大腸菌外膜蛋白(水野)と枯草菌アミラーゼ(山根)の分泌に関するシグナルおよび成熟体部分の構造と機能の相関を解析した。アデノウィルスE1A遺伝子による癌関連糖脂質抗原GD3の発現には、GD3合成酵素阻害物費の転写抑制が関与する(永井)。ズブチリシンとその蛋白性阻害剤の結合についてX線解析を行った(三井)。トリプトファン合成酵素のalphaサブユニット中のプロリン残基が安定性と構造形成に及ぼす影響を検討した(油谷)。ヒトプロスロンビンと1:1の分子複合体を形成しつつスロンビン活性を発現するスタフィロコアギュラーゼ遺伝子をクローン化し、全塩基配列の決定および大腸菌での大量発現に成功した(岩永)。
歴史教育が採用する語り口の諸類型と教育の社会化機能に照らした効用に関する調査研究

本研究は、学校および社会教育において歴史が教育される際に採られる叙述の枠組み(語り口)に着目し、学習者のおかれる社会化段階に照らしてその効用を分析した。とくに沖縄の歴史の語られ方のバリエーションを、歴史伝達行為の目的・結果と併せて収集し、整理した。これによって、学校歴史教育が多くの場合に前提としている「ナショナルヒストリー」という叙述の枠組みの有効性と限界、およびそのオルタナティブについて検討した。本研究は、学校および社会教育において歴史が教育される際に採られる叙述の枠組み(語り口)に着目し、学習者のおかれる社会化段階に照らしてその効用を整理・分析するものである。2010年度は、研究計画に即して以下の2つの課題を設定し、研究活動に取り組んだ。(1)沖縄の歴史の語られ方のバリエーションを、個々の歴史伝達行為の目的とあわせて収集し、類型化する。(2)学習指導要領の改訂を中心とした教育政策の動向と、そこに込められた理念について、文献研究による整理を進める。(1)については、中等教育用文部科学省検定済歴史教科書における沖縄史に関する内容をデータベース化し、副教材として刊行されている教育教材の内容、および沖縄県立博物館の歴史展示プログラムの内容との比較分析を行った。これによって、1980年代以降の日本の中等教育で扱われた沖縄史に関する情報の推移を確定するとともに、教育行為の目的と対象によって使い分けられる語り口の諸特徴を析出した。(2)については、2008-09年の学習指導要領改訂で提唱されるようになった<共に生きる力>の理念的背景を1990年代に遡って整理し、「共生」概念を教育資源とすることの今日的意味を検討した。そのうえで、2007年に生じた歴史教科書論争の論点と、その後に展開された沖縄近現代史に関する教育的知識の特徴を検討することを通して、「共生」の含意と学校教育が前提とするナショナルな枠組みとの間の葛藤と止揚について、考察した。その成果は、第62回日本教育社会学会のテーマ部会「「共生」と教育の課題」における報告、および『児童心理』第926号に掲載された論考「「共に生きる力」をどう考えるか」で発表した。さらに、2011年に筑波大学出版会から刊行される分担執筆書『共生と希望の教育学』において、全面的な研究成果を発表する予定である。2011年度は、前年度の取材と分析で得た知見について考察を深めることに主眼をおき、主として以下の2つの課題を設定して研究活動に取り組んだ。(1)「共生」概念を教育資源とすることの今日的意味を検討し、その意味に照らして、2007年の歴史教科書論争以降に展開された沖縄近現代史に関する教育的知識の特徴を検討する。(2)現在の学校および社会教育における沖縄史に関する情報の特徴を、20世紀後半以降の日本の歴史教育内容の変化に位置づけ、歴史教育が採用する語り口の変化を検討する。(1)については、前年度の検討によって2008-09年の学習指導要領改訂で提唱されるようになった〈共に生きる力〉の理念的背景を把握したので、「共生」の含意と学校教育が前提とするナショナルな枠組みとの間の葛藤と止揚について、考察を深めた。(2)については、前年度の作業で確定した1980年代以降の歴史教科書内容のデータを用いて、沖縄史の何が表現され、またそれが「日本史」や「世界史」とどのように接続されているのか、そのレトリックの特徴を考察した。さらにそれを、沖縄で刊行されている教育教材や、関連する副教材、および沖縄県立博物館の歴史展示プログラムの特徴と比較検討した。これらの検討作業の結果は、2011年7,月に刊行した共編著書『共生と希望の教育学』(筑波大学出版会)において発表した。その第3章「個人化社会で要請される〈共に生きる力〉」で(1)の成果を、第24章「沖縄史をめぐる教育的知識の展開」で(2)の成果をまとめた。また、(1)の課題に関連する論考として、『教育と文化』第64号に「後期近代と、教育資源としての共生概念」を発表した。(2)の課題における沖縄県立博物館の歴史展示プログラムの特徴についての検討結果は、次年度の著作に含める予定である。さらに2011年度には、「共生」概念の理解と教育経験との関連を社会意識の水準で検討した論考「共生社会意識とナショナリズムの構造」を『社会学年誌』第53号に発表した。研究の最終年度となる2012年度は、これまでの2年間の取材と分析で得た知見をまとめ上げることに主眼をおき、以下の2つの課題を設定して研究活動に取り組んだ。

1現在の学校および社会教育における沖縄史に関する情報の特徴を、20世紀後半以降の日本の歴史教育内容の推移に位置づけ、異なる歴史教育行為が採用する語り口の相違とそれぞれの変化を検討する。2沖縄という歴史事象を一つの例としつつ、「ナショナルヒストリー」という歴史の語り口の有効性と限界について考察を深める。1については、前年度までの作業で確定した歴史教科書内容のデータを用いて、沖縄史の何が表現され、またそれが「日本史」や「世界史」とどのように接続されているのか、そのレトリックの特徴を考察した。さらにそれを、沖縄で刊行されている教育教材や関連する副教材、および沖縄県立博物館の歴史展示プログラムの特徴と比較検討した。2については、歴史教育プログラムへの追加取材を行いつつ、「ナショナルヒストリー」という語り口に規定される学校歴史教育が段階的社会化のいかなる部分に寄与し、いかなる部分でそうではないのかを、具体的な教育資源に沿って分析した。近年学習指導要領にも導入された「共生」の概念に照らし、その理念と学校歴史教育が前提としてきたナショナルな枠組みとの間にはどのような論理的葛藤があり、またそれを止揚する理路はいかに可能であるのかを探索した。これらの検討作業からの成果は、その一部を2012年11月に刊行した共著書『学校教育と国民の形成』(学文社)において発表した。また、3年間に亘る本研究活動全体の成果を含めた著書『共生社会とナショナルヒストリー』を近刊の予定である。異なる教育媒体で採用される「沖縄の歴史」のバリエーションの把握、およびその特徴の整理・分析が順調に進行している。この歴史事象を一つの例としつつ、「ナショナルヒストリー」という叙述の枠組みの有効性と限界について考察を深めている。24年度が最終年度であるため、記入しない。社会的に要請される「共生」の含意と、学校教育が前提とするナショナルな枠組みとの間の葛藤と止揚について、考察を深める。最終年度の活動においては、これまでの諸々の研究成果をまとめ上げることを課題とする。
光到達深度の波長依存性を利用した３次元粒子分布計測法の開発

近赤外域の水の吸収帯では波長間で吸収係数差が大きいため,水中への光到達深さが波長によって大きく異なる。この原理を応用して波長毎の反射粒子画像から深度毎の粒子分布を得ることに挑戦した。実験では,1 mm深さの流路内の水にマイクロ粒子を混入し,波長1450 nm付近に存在する水の吸収帯内の複数波長を順次照射し,同期させた近赤外カメラによって反射画像を取得した。成果として,波長によって異なる深度の反射画像が得られることを確認した。個々の粒子の判別はできなかったが、粒子群の深さの違いを反映した画像を得ることができ,原理および測定システムの有効性を実証した。本研究課題は,水の吸収帯中の複数の波長を用いることによって異なる深さの粒子反射画像を得て,マイクロ流路内の3次元粒子分布および速度分布を求めることが目的である。この実現のため,今年度は当初に計画していた(1)波長と光到達深度の調査と,(2)マルチ波長イメージングシステムの確立について主に取り組んだ.上記の研究課題(1)については,深さが1 mm前後のいくつかの流路を用いて,水の吸収帯のスペクトルを分光光度計により測定し,さらに吸光度の異なる波長を選択して近赤外高感度カメラにより波長ごとの吸収画像を取得した.これらのデータを分析し,深さごとの吸光度の違いを定量化した.特に,波長1400 nm付近に存在する水のν1+ν3吸収帯内で吸光度が大きく異なる3波長を順次照射して画像を取得した.これらは深さ情報の異なる画像となり,深度分解に有用であることが分かった.研究課題(2)については,高速フィルタホイールの使用とともに,AOTF型の多波長照射システムを用いて,多波長の画像を高速で取得することに成功した.以上の成果は本研究目的の有効性を実証するものであり,3次元粒子分布計測の準備が整った.また,研究成果については学術会議にて発表した.波長と光到達深度の調査とマルチ波長イメージングシステムの確立という研究課題に関して,当初の計画通りに進めることができたため.本研究課題は,水の吸収帯中の複数波長を用いて異なる深さに存在する粒子の反射画像を取得し,マイクロ流路内の3次元粒子分布および速度分布を求めることが目的である。この実現のため,当該年度はマルチ波長イメージングシステムの確立と、粒子画像の取得と分析に取り組んだ.イメージングシステムには,前年度は高速フィルタホイールを使用し,原理の検証を行ったが,当該年度は,波長およびその数を測定対象によって自由に変更できるようにするため,スーパーコンティニューム光源とAOTF (Acousto-Optic Tunable Filter)を組み合わせた照射システムを用いた.このシステムにより,多波長の画像を高速で交互に取得し,光浸透深さごとの違いを捉えることに成功した.ここでは,深さ方向の分解能を調整できるように,波長1450 nmと1900 nm付近に存在する2つの水の吸収帯の中から吸収係数の異なる複数波長を選択した.すなわち,深さ25 mmの流路には前者の吸収帯を,深さ0.12 mmの流路には後者を用いた.しかし,液体中の粒子画像については,反射光強度の粒子間のばらつきや流路表面反射光が大きくなるという問題があり,特に深部の粒子の判別が困難であった.そこで,当該年度の後半では,入射光角度,試料セル,顕微鏡構成などを調整し,粒子画像の改善に取り組み,本計測手法の可能性を示すことができた.これらの研究成果については国内の学術会議にて発表した.近赤外域の水の吸収帯では波長間で吸収係数差が大きいため,水中への光到達深さが波長によって大きく異なる。前年度までの実験と分析を引き続き実施するとともに、以下の項目を実施する。(3)水系ゲル中の3次元粒子分布の構成(4)マイクロ流路内の3次元粒子分布および速度分布の構成これらの内容は実験とデータ分析が中心であるため,効率よく研究を推進するために,研究協力者を増員し,また研究代表者のエフォートも多くする計画である.熱物質輸送工学、分光学波長切り替えをAOTF型に変更したため、装置のセットアップにかかわる光学部品が少なくなったためである。ただし、これに伴い測定試料側の光路やマウントの変更の必要が生じており、次年度改造する計画である。AOTF型波長切り替え光照射を測定試料に導入するための光学部品およびマイクロ流路の購入に充当する。
非有界作用素環のクロス積とＧＷ＊－代数の構造

井上は海外共同研究者M. Fragoulopoulou(アテネ大), K.D. Kuersten(ライプチヒ大)と共に,フォン・ノイマン代数の自然な非有界一般化であるGW*-代数のクロス積を定義し,その基本性質を調べた.その結果を利用して, type IIIのGW*-代数がある自然な条件のもとでtypeIIのGW*-代数のクロス積と同型になることを示した.平成24年度までに, O*-クロス積,特にvon Neumann代数の自然な非有界な一般化であるGW*-代数に対するクロス積(GW*-クロス積)を定義し,その性質を調べた.平成25年度には平成24年度までに得られた結果をもとに我々はmodular actionによるGW*-クロス積の研究をすすめた.GW*-代数Mに冨田-竹崎理論が展開できるベクトル(標準ベクトルとよぶ)が与えられたときmodular action σが定義できる.このことよりGW*-クロス積R(M,R,σ)が考えられる.このR(M,R,σ)に対して次を考えた.2. MはR(M,R,σ)のdual actionによるGW*-クロス積と同型である.FragoulopoulouとKuerstenは平成25年度に福岡大学等を訪れ,この研究をすすめた.また,井上は, Kuerstenとこれらの予想の解決をはかった.また,井上はパレルモ大を訪れ, C. Trapani, F. Bagarelloと非有界作用素環と量子物理への応用で討論を行った.非有界作用素環に関するクロス積は"domain problem"等により今まで定義すらできていなかった。井上は海外共同研究者のFragoulopoulou(アテネ大), Kuersten(ライプチヒ大)と共に23年度までにO*-クロス積,特に, von Neumann代数の自然な非有界一般化であるGW*-代数のクロス積(GW*-クロス積)を定義し,その基本的性質を調べた。24年度に我々は局所コンパクト群Gが可換でactionがspatialであるときO*-クロス積とGW*-クロス積の双対定理について研究をすすめた。その研究のためにはGW*-代数のテンソル積の研究をする必要があり,井上はFragoulopoulou, M. Weight(ケープタウン大)とこの研究をすすめ、次の定理を得た。[定理]Mを閉O*-代数, Gを局所コンパクト群, αをGのM上へのactionとする。そのときGW*-クロス積R(M,G,α)は, Mの弱bicommutantとG上の2乗可積分可能な関数のつくるHilbert空間上の有界作用素全体によって定義されるGW*-テンソル積のあるfixed point代数となる。さらに,この結果をもとにGW*-クロス積の双対定理に関して次の定理を得た。[定理]Mを閉O*-代数, Gを可換局所コンパクト群, αをGのM上へのspatial actionとする。そのときGの双対群とαの双対actionによりGW*-クロス積R(M,G,α)のGW*-クロス積が定義でき,ある自然な条件のもとにそれはMのbicommutantとG上の2乗可積分可能な関数のつくるHilbert空間上の有界作用素全体によって定義されるGW*-テンソル積と同型である。平成25年度までに, O*-クロス積,特にフォン・ノイマン代数の自然な一般化であるGW*-代数に対するクロス積(GW*-クロス積)を定義し,その性質を調べた.平成26年にはmodular actionによるGW*-クロス積の研究をすすめた.GW*-代数Mに冨田-竹崎理論が展開できる(標準ベクトルとよぶ)が与えられたときmodular action σが定義でき, GW*-クロス積R(M,R,σ)が考えられる.このR(M,R,σ)に対して次の結果を得た.2.MはR(M,R,σ)のdual actionによるGW*-クロス積と同型である.井上は平成26年度にライプチヒ大を訪れ,また, FragoulopoulouとKuerstenは福岡大学を訪れ,この研究をすすめた.これらの研究をまとめて次の論文を発表した.井上は海外共同研究者のM.Fragoulopoulou(アテネ大), K.D. Kuersten(ライプチヒ大)と非有界作用素環(O*-代数)に関するクロス積について研究した.平成25年度までに, O*-クロス積,特にフォン・ノイマン代数の自然な非有界作用素環への一般化であるGW*-代数に対するクロス積(GW*-クロス積)を定義し,その一般論を調べた.平成26,27年度に,GW*-代数Mに冨田-竹崎理論が展開できるベクトル(標準ベクトルとよぶ)が与えられたときmodular action σが定義でき,それをもとにGW*-クロス積Rが考えられる.ある自然な条件のもとでRはfaithful normal semifinite traceをもち, GW*-代数MはRのdual actionによるGW*-クロス積と同型であることを示した.この結果により, GW*-代数の構造の研究をすすめることができた.フォン・ノイマン代数がtype I, II, IIIと分類されるように, GW*-代数をtype I, II, IIIに分類した.そして,自然な条件のもとでtype IIIのGW*-代数がmodular actionによるtype IIのGW*-代数のGW*-クロス積と同型であることを示した.O*-代数, GW*-代数のクロス積とGW*

-代数の構造についての研究はいくつかの未解な点が残っているがおおむね完了した.我々はその結果を「Crossed products of Algebras of Unbounded Operators, Banach J. Math. 9(2015) 316-358」に発表した. type IIIのGW*-代数の構造の研究をさらにすすめるために, partial GW*-代数のクロス積について研究を続けている.井上は海外共同研究者M. Fragoulopoulou(アテネ大), K.D. Kuersten(ライプチヒ大)と共に,フォン・ノイマン代数の自然な非有界一般化であるGW*-代数のクロス積を定義し,その基本性質を調べた.その結果を利用して, type IIIのGW*-代数がある自然な条件のもとでtypeIIのGW*-代数のクロス積と同型になることを示した.O*-代数, GW*-代数のクロス積とGW*-代数の構造についての研究はいくつかの未解決な点が残っているがおおむね完了した.我々はその結果をに発表した.数物系科学typeIIIのGW*-代数の構造の研究で未解決な問題を解決するためにpartial GW*-代数のクロス積について研究をすすめる.井上は平成27年度中に, Kuersten(ライプチヒ大), C. Trapani, F. Bagarello(パレルモ大)を訪れ,この研究をすすめる(交通費+滞在費:約50万).残りは専門的知識の提供を受ける.modular action σによるGW*-クロス積R(M,R,σ)上にfaithful normal traceが存在することは証明できたがそのtraceがsemifiniteであるかはわからない.また, type IIIのGW*-代数がある条件のもとでtype IIのdual actionによるGW*-クロス積と同型であることを証明できた.平成24年度の研究目的は, von Neumannクロス積に対する双対定理を非有界von Neumann代数(GW*-代数)の場合へ一般化することであった。9.に述べたように,この研究はおおむね達成できた。modular action σによるGW*-クロス積R(M,R,σ)上のfaithfula normal traceがどのような条件のもとでsemifiniteとなるかを調べる.また, type IIIのGW*-代数の構造の研究をすすめる.Fragoulopoulouは平成26年度中に福岡大学を訪れ,井上はライプチヒ大学を訪れこの研究をすすめる. (旅費+滞在費:約45万円)残りは,文房具類の購入に使うことを予定している.
強安定成層流中の乱流生成と逆勾配熱拡散の空間構造の解明

本研究は、強安定成層流中で温度勾配をエネルギー源として発達する内部重力波の発達・崩壊過程における乱流生成や逆勾配熱拡散の発生機構を解明することを目的としている。温度成層風洞中に強安定混合層を形成し、その中で内部重力波を発達させた。本研究室で開発した冷熱二線式温度流速計とI型冷線7組とX型熱線1組から構成される多チャンネルプローブを用いて、内部重力波の発達・崩壊過程を測定した。得られた温度・速度変動に対して周波数および位相差解析等を行い、遷移過程における内部重力波の空間構造の変化の過程を明らかにし、以下の結論を得た。(1)強安定成層流中に内部重力波が発達するに伴い、内部重力波の上限周波数であるBrunt-Vaisala周波数(N_B)以下の周波数領域で、鉛直方向速度変動wと温度変動θのエネルギーが顕著に増加する。このとき、w-θ間のコヒーレンスが上昇し、同時に位相差は-πから-π/2へと変化する。(2)内部重力波が発達するとともに、多チャンネルプローブで計測された各温度変動間のコヒーレンスはN_B周波数以下で1に近づき、位相差は零に漸近する。これは、内部重力波が鉛直方向に強い相関を有する構造として発達することを示している。(3)内部重力波の発達過程では温度・速度変動間の相互干渉を通じて高いポテンシャルエネルギーを持つ高調波の波動へと変化し、崩壊過程では、ポテンシャルエネルギーの集中するスパイク状の波形と、より乱雑化の進行した高周波の波形が間欠的に出現する。(4)内部重力波の波頭における局所的な砕波により、スパイク状波形に蓄積されたポテンシャルエネルギーが非線形干渉を通じて高周波成分へと輸送され、乱雑化する過程で逆勾配熱拡散が発生する。(5)流れ方向2点空間計測から求めた内部重力波の位相速度の測定結果は、内部重力波の発達過程で位相速度が増加することを示した。本研究の目的は、温度・速度の多点同時空間計測で得られた相関量から、内部重力波の発達過程、および、その崩壊時における乱流生成と逆勾配熱拡散を解明することである。温度成層風洞内に強安定成層流を形成し、7組のI型冷線と1組のX型熱線からなる多チャンネルプローブと冷熱二線式温度流速計で内部重力波の発達・崩壊過程を計測し、周波数および位相差解析によって以下の結論を得た。1.非励起時の内部重力波の構成周波数を同一振幅で合成し、それを励起信号として微小温度擾乱(励起電力:強安定成層形成のための消費電力の約0.06%)を与えたとき、流れ場の初期的な平均構造を変形することなく、内部重力波の上限周波数であるBrunt-Vaisala周波数N_B以下において、鉛直方向速度信号wと温度信号θの位相差は-90°に近づき内部重力波の発達が促進されるとともに、その構造が安定化し、厳密な解析が可能となった。2.内部重力波の発達過程において、混合層内の温度変動θのコヒーレンスはN_B以下で1に近づき、θのスペクトルのエネルギーレベルはN_B以下で卓越することから、混合層の半分程度(約20mm)の振幅を有する波動へと発達した。その発達過程における温度・速度変動間の相互干渉を通じて、高いポテンシャルエネルギーを持つ高調波の波動へと変形した。3.内部重力波の崩壊過程では、高いポテンシャルエネルギーを有するスパイク状波形と、より乱雑化された高周波の波形が間欠的に混在する。

このことは、スパイク状波形に蓄積されたポテンシャルエネルギーが非線形干渉により高周波成分へと輸送される過程で逆勾配熱拡散が発生することを示している。4.逆勾配拡散は、波頭における内部重力波の局所的な砕波により部分的に秩序性を失いながら乱流へと遷移する過程で発生する。5.内部重力波の崩壊過程において、内部重力波の臨界層吸収が捕らえられた可能性がある。本研究は、強安定成層流中で温度勾配をエネルギー源として発達する内部重力波の発達・崩壊過程における乱流生成や逆勾配熱拡散の発生機構を解明することを目的としている。温度成層風洞中に強安定混合層を形成し、その中で内部重力波を発達させた。本研究室で開発した冷熱二線式温度流速計とI型冷線7組とX型熱線1組から構成される多チャンネルプローブを用いて、内部重力波の発達・崩壊過程を測定した。得られた温度・速度変動に対して周波数および位相差解析等を行い、遷移過程における内部重力波の空間構造の変化の過程を明らかにし、以下の結論を得た。(1)強安定成層流中に内部重力波が発達するに伴い、内部重力波の上限周波数であるBrunt-Vaisala周波数(N_B)以下の周波数領域で、鉛直方向速度変動wと温度変動θのエネルギーが顕著に増加する。このとき、w-θ間のコヒーレンスが上昇し、同時に位相差は-πから-π/2へと変化する。(2)内部重力波が発達するとともに、多チャンネルプローブで計測された各温度変動間のコヒーレンスはN_B周波数以下で1に近づき、位相差は零に漸近する。これは、内部重力波が鉛直方向に強い相関を有する構造として発達することを示している。(3)内部重力波の発達過程では温度・速度変動間の相互干渉を通じて高いポテンシャルエネルギーを持つ高調波の波動へと変化し、崩壊過程では、ポテンシャルエネルギーの集中するスパイク状の波形と、より乱雑化の進行した高周波の波形が間欠的に出現する。(4)内部重力波の波頭における局所的な砕波により、スパイク状波形に蓄積されたポテンシャルエネルギーが非線形干渉を通じて高周波成分へと輸送され、乱雑化する過程で逆勾配熱拡散が発生する。(5)流れ方向2点空間計測から求めた内部重力波の位相速度の測定結果は、内部重力波の発達過程で位相速度が増加することを示した。
水和した金属原子、イオン及びそれらのクラスタ-の構造と動的挙動

非経験的分子軸道法を用い、Li,Be,Na,Mg,Al原子ならびにそれらの1価イオン及びBe^<2+>とMg^<2+>イオンの水和構造について、水分子数を1から6まで変化させ系統的に考察した。その結界、1、Li^+,Be^<2+>,Na^+,Mg^<2+>では金属イオンと水分子の酸素原子とが直接結合した構造が安定である。2、これらの原子の水和では、金属原子と酸素とが結合した構造のほかに、第2層の水分子を持つ構造や水クラスタ-に金属原子が結合した構造が安定に存在する。3、金属原子の安定水和構造は、水和数が4以下の時には原子に依って異なる。Liは、水和数が3以下ではLiと水分子の酸素とが直接結合する構造を取り、水和数が4になると4つ目の水分子は第2層になる。Naは水和数が3以下ではLiと同様だが、水和数が4になると4つの水が等価な水クラスタ-にNaが結合した構造が安定である。BeとMg原子は水和数が3でも水同士の水素結合による安定化の大きい構造が安定で、水和数が4の構造はBeはLiに、MgはNaに似ている。4、水和数が6になるとLi、Be、Na、Mgのいずれも6個の水が直接金属原子と結合する構造よりも、3個の水と金属原子が結合し、その外側に更に3個の水が結合する構造の方が安定である。5、Be^+、Mg^+イオンの水和構造はこれらの原子や、2価のイオンの水和構造よりもむしろLi原子の水和構造に類似している。6、水和金属原子のイオン価ポテンシャルを計算すると、いずれの金属原子でも水和数が0から4の間はイオン化ポテンシャルが水和数に応じて変化するが、水和数が4の時のイオン化ポテンシャルと水和数が6の時のイオン化ポテンシャルはほぼ等しく、特にNaは実験と良く一致する。ことなどがわかった。これらの結果は、金属原子と水分子の相互作用は水分子数が4以下の場合とそれ以上とでかなり異なること、水分子との相互作用の弱い原子の水和構造では、水同士の相互作用が構造を決める大きな要因であることを示している。ことなどがわかった。
ナノコンタクト形成過程の分子動力学シミュレーション

電子デバイス等の微小構造物ではいっそうの縮小・集積化が進められており、ナノオーダーのサイズの要素の作製が模索されており、その特性の評価が重要となってきている。本研究では、実験観察が困難なナノメートルサイズのコンタクトの形成過程および変形過程を分子動力学法に基づく計算機実験によって明らかにした。アルミニウムを対象として、(1)第一原理による原子鎖(原子が一列に並んだ形状のコンタクト部)の理想引張り強度解析、(2)有効媒質法原子間ポテンシャルの引張り変形における有効性、(3)有効媒質法に基づく微小コンタクト部の引張り分子動力学解析、について検討した。(1)より、原子鎖の強度は約1nN程度であることが判明した。また、原子鎖はバルク材と比較すると高強度・低延性である。(2)においては、単結晶材料の同引張り条件下で第一原理解析と有効媒質法原子間ポテンシャルの解析を行い、両者を比較した。有効媒質法は、同一引張りひずみにおいてわずかに低応力を示す傾向があるが、引張り強度・破断ひずみとも両者はほぼ一致し、同法による評価の有効性が示された。また局所的に乱れた構造に対するポテンシャルの有効性が明らかにした。(3)より、微小材料は近隣に表面があるため、引張り変形とともに部分転位が表面より発生し、他の表面へ貫通することによって積層欠陥が形成されることが判明した。また、回復もすみやかに生じる。引張り後期においては原子の集団的な移動によるねじれが生じて変形が進行する。また、初期結晶の方位の影響についても明らかにした。電子デバイス等の微小構造物ではいっそうの縮小・集積化が進められており,ナノオーダーのサイズの要素に対する要求が現実に近づきつつあるとともに,その特性の評価が重要となってきている.とくに,コンタクト部分は小さなサイズが求められており,原子レベルの超微細なコンタクト作成過程および機構についての検討が必要である.本研究では,実験観察が困難なナノ微小要素の形成過程および変形過程を分子動力学法に基づく計算機実験によって明らかにすることを目的としている.アルミニウムを対象として,(1)第一原理による原子鎖(原子が一列に並んだ形状のコンタクト部)の理想引張り強度解析,(2)有効媒質法原子間ポテンシャルの引張り変形における有効性,(3)有効媒質法に基づく微小コンタクト部の引張り分子動力学解析,について検討した.(1)より,原子鎖の強度は約1nN程度であることが判明した.また,原子鎖はバルク材と比較すると高強度・低延性である.(2)においては,単結晶材料の同引張り条件下で第一原理解析と有効媒質法原子間ポテンシャルの解析を行い,両者を比較した.有効媒質法は,同一引張りひずみにおいてわずかに低応力を示す傾向があるが,引張り強度・破断ひずみとも両者はほぼ一致し,同法による評価の有効性が示された.(3)より,微小材料は近隣に表面があるため,引張り変形とともに部分転位が表面より発生し,他の表面へ貫通することによって積層欠陥が形成されることが判明した.また,回復もすみやかに生じる.引張り後期においては原子の集団的な移動によるねじれが生じて変形が進行する.電子デバイス等の微小構造物ではいっそうの縮小・集積化が進められており、ナノオーダーのサイズの要素の作製が模索されており、その特性の評価が重要となってきている。

また、原子鎖はバルク材と比較すると高強度・低延性である。(2)においては、単結晶材料の同引張り条件下で第一原理解析と有効媒質法原子間ポテンシャルの解析を行い、両者を比較した。有効媒質法は、同一引張りひずみにおいてわずかに低応力を示す傾向があるが、引張り強度・破断ひずみとも両者はほぼ一致し、同法による評価の有効性が示された。また局所的に乱れた構造に対するポテンシャルの有効性を明らかにした。(3)より、微小材料は近隣に表面があるため、引張り変形とともに部分転位が表面より発生し、他の表面へ貫通することによって積層欠陥が形成されることが判明した。また、回復もすみやかに生じる。引張り後期においては原子の集団的な移動によるねじれが生じて変形が進行する。また、初期結晶の方位の影響についても明らかにした。
修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法の開発

本研究の目的は,修学不適応感を持つ大学生に対し,修学不適応感を緩和することを目的とした認知行動療法を開発し,効果検証を行うことである。大学生の修学状況はメンタルヘルスとの関連が深く,近年,大学生のメンタルヘルス不良による休学は増加している。休退学者の中には,大学への修学に関して,不適応感を感じている者も多い。これまで我々は,修学不適応感をもつ者は,ソーシャルサポート満足感高群に比べてソーシャルサポート満足感低群の心理的苦痛保有リスクが有意に高いことを明らかにしている。修学支援の一環として,国内外の大学においても抑うつ予防の認知行動療法(Cognitive Behavioral Therapy:CBT)が行われているが,修学不適応感を持つ者に特化したプログラムは開発されていないのが現状である。そこで本研究では,修学不適応感を持つ大学生に対し,修学不適応感を緩和することを目的とした認知行動療法を開発し,効果検証を行う。平成30年度は,本介入の実施に向け,所属機関の倫理委員会の承認を得た。倫理委員会の承認後,修学不適応感をもつ大学生を対象にリクルートを行い,本介入へのインフォームド・コンセントを実施した。同意を得られた参加者に対し,平成29年に作成した修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを実施した。参加者には,介入前と介入後に質問紙(修学不適応感尺度,BDI-II,GHQ-28等)に回答を求めた。平成30年度は,平成29年度より継続して行っている大学生の修学不適応感と精神的健康との関連について縦断的データを用いて統計解析を行った。その結果,大学1年次に修学不適応感を有する者は, 1年次に修学不適応感を有していない者に比べ,3年次の心理的苦痛リスクが高かった。統計解析した結果は,日本心理学会第82回大会および第25回日本行動医学会学術総会にて学会発表を行った。その結果,大学1年次に修学不適応感を有する者は, 1年次に修学不適応感を有していない者に比べ,3年次の心理的苦痛リスクが高いことが明らかとなった。統計解析で得られた結果について,学会発表を行うことができた。平成30年度は,本介入の実施に向け,所属機関の倫理委員会の承認を得ることができた。同意を得られた参加者に対し,平成29年に作成した修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを実施することができた。これらのことからおおむね順調に進展していると考えられる。平成31年度も引き続き,修学不適応感を持つ大学生に対し,リクルートを行い,同意の得られた者に対し,修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを実施する予定である。より多くの参加者に参加してもらうことで,本介入のプログラムの効果検証につなげる。データが集まり次第,統計解析を行い,本介入プログラムの効果について詳細に検討を行う予定である。統計解析の結果については,国際学会にて学会発表を行う。平成31年度の後半は,研究の総括を行い,社会貢献のため,研究結果について学会誌へ投稿する予定である。また,これまで明らかにしてきた研究結果(修学不適応感と精神的健康の関連)についても学会誌へ投稿する予定である。平成29年度は,文献研究を行い,大学生の不適応感に関する研究のエビデンステーブルを作成した。さらに,大学生の修学不適応感と精神的健康との関連について,再度統計解析を行った。統計解析した結果は,第49回日本医学教育学会にて報告した。平成29年度は,調査に関わる装置の準備と各種心身医学的評価を収集し,回答者に負担の少ない調査用紙の作成を行った。既存のうつ病の認知療法・認知行動療法治療者用マニュアル(厚生労働省, 2009)を参考に,修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを作成した。プログラム作成後は,臨床心理士である研究協力者と共にトレーニング機会を設け,CBTの実施におけるプログラムの整合性を高めた。平成30年度に予定している介入プログラムと検査用紙等の準備は整っている。平成29年は,大学生の不適応感に関する研究のエビデンステーブルを作成し,大学生の修学不適応感と精神的健康の関連に関して再度統計解析を行い,学会発表を行うことができた。

本介入の準備として,既存のうつ病の認知療法・認知行動療法治療者用マニュアル(厚生労働省, 2009)を参考に,修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを作成することができた。また,本介入で使用する各種心身医学的評価の準備も終了している。これらのことからおおむね順調に進展していると考えられる。本研究の目的は,修学不適応感を持つ大学生に対し,修学不適応感を緩和することを目的とした認知行動療法を開発し,効果検証を行うことである。大学生の修学状況はメンタルヘルスとの関連が深く,近年,大学生のメンタルヘルス不良による休学は増加している。休退学者の中には,大学への修学に関して,不適応感を感じている者も多い。これまで我々は,修学不適応感をもつ者は,ソーシャルサポート満足感高群に比べてソーシャルサポート満足感低群の心理的苦痛保有リスクが有意に高いことを明らかにしている。修学支援の一環として,国内外の大学においても抑うつ予防の認知行動療法(Cognitive Behavioral Therapy:CBT)が行われているが,修学不適応感を持つ者に特化したプログラムは開発されていないのが現状である。そこで本研究では,修学不適応感を持つ大学生に対し,修学不適応感を緩和することを目的とした認知行動療法を開発し,効果検証を行う。平成30年度は,本介入の実施に向け,所属機関の倫理委員会の承認を得た。倫理委員会の承認後,修学不適応感をもつ大学生を対象にリクルートを行い,本介入へのインフォームド・コンセントを実施した。同意を得られた参加者に対し,平成29年に作成した修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを実施した。参加者には,介入前と介入後に質問紙(修学不適応感尺度,BDI-II,GHQ-28等)に回答を求めた。平成30年度は,平成29年度より継続して行っている大学生の修学不適応感と精神的健康との関連について縦断的データを用いて統計解析を行った。その結果,大学1年次に修学不適応感を有する者は, 1年次に修学不適応感を有していない者に比べ,3年次の心理的苦痛リスクが高かった。統計解析した結果は,日本心理学会第82回大会および第25回日本行動医学会学術総会にて学会発表を行った。その結果,大学1年次に修学不適応感を有する者は, 1年次に修学不適応感を有していない者に比べ,3年次の心理的苦痛リスクが高いことが明らかとなった。統計解析で得られた結果について,学会発表を行うことができた。平成30年度は,本介入の実施に向け,所属機関の倫理委員会の承認を得ることができた。同意を得られた参加者に対し,平成29年に作成した修学不適応感を持つ学生に対する認知行動療法のプログラムを実施することができた。平成30年度は,本介入の実施に向け,所属機関の倫理委員会の承認を得る。
ミクロな視点で解き明かす銀河団銀河の形成史

本研究は、銀河進化のピーク期(約100億年前の宇宙)における銀河団領域に着目し、そのなかで急速に進化する銀河の内部構造および星形成活動の詳細を、多波長・高解像度の観測で解き明かすものである。研究代表者は、8メートル級望遠鏡を用いた遠方銀河団の面分光観測や補償光学を用いたシャープな撮像観測を推進し、遠方宇宙の銀河団環境における銀河の内部的性質について新しい知見が得られた。本研究に関連する内容で、研究代表者を筆頭著者とする査読付論文が三本出版されている。本研究は、銀河形成のピーク期である赤方偏移2の原始銀河団を主な研究対象とし、そのなかで急速に進化する銀河の内部構造および星形成活動の詳細を、多波長・高解像度の観測によって徹底的に調査することを目的とする。初年度である平成26年度は、本研究課題の中核となる面分光データの解析手法の習得・構築と、そのデータ解析結果の解釈を行ううえで重要となる銀河のダスト減光量についての基礎研究を進めることを主眼として研究活動を行い、以下のとおり重要な進展があった。(1)面分光データ解析の進展と観測時間の獲得:当初の予定どおり英国ダラム大学への出張によって面分光データの解析手法の基礎を学び、すでに取得しているSXDF領域の赤方偏移2.5のHα輝線銀河のVLT/KMOSデータの解析を完了した。また研究代表者がPIとなって提案した赤方偏移2.2の原始銀河団領域のKMOS多天体面分光観測提案が2015A期の最優先課題として採択され、次年度の早い段階でさらに大きな面分光データが構築されることは特筆すべきことである。(2)銀河ダスト減光に関する基礎研究の推進:本研究課題では、主にHα輝線を利用して銀河のさまざまな性質を解明することを目的としているが、星形成活動の優良な指標であるHα輝線といえどもダストによる減光の影響を受ける。その減光量を正確に見積もることは、遠方銀河では非常に難しいことであるが、研究代表者らはスローン・デジタル・スカイ・サーベイと、我が国の「あかり」衛星による全天の赤外線データ、さらにGALEX衛星による全天の紫外線観測データを用いて、銀河のHα輝線光度と紫外線光度の比較からダスト減光量を求める経験則を導いた。この経験則は、次年度以降の本研究課題のみならず、今後さまざまな研究において利用される可能性のあるものである。本研究課題は、銀河形成のピーク期である赤方偏移2の原始銀河団を主な研究対象とし、宇宙初期の銀河団環境で進化する銀河の内部構造および星形成活動の詳細を、多波長かつ高解像度の観測によって調査しようとするものである。二年目となる平成27年度の重要な進展は、(1)初年度に観測時間を獲得したVLT/KMOSを用いた赤方偏移2の原始銀河団の多天体面分光の観測データを実際に取得したこと、および(2)それらの銀河についてALMA望遠鏡(サイクル3)の観測時間を獲得したことが挙げられる。ALMA望遠鏡のデータは来年度前半に観測される予定である。これにより、本研究課題が掲げる目標を到達するための中核となる観測データを揃えることに成功し、三年目以降はこれらのデータの論文化・成果発表を進めていく。また本年度は当初の計画どおりマックス・プランク地球外物理学研究所(MPE)への出張を行い、同研究所に在籍する遠方銀河の面分光や分子ガスの観測研究をリードするメンバーと議論を行い、上記データの論文化に向けたアイデア・道筋を立てることができた。欧州南天天文台大望遠鏡(VLT)の最新鋭の観測装置であるKMOSの観測時間を獲得し、原始銀河団銀河の面分光観測が無事に完了したこと、また当初の計画どおりALMA望遠鏡の観測時間も獲得できたことで、二年目までに本研究課題で必要となる観測データ収集の目処がたったことは大きな成果であるといえる。また本研究課題では平成26年度に英国ダラム大学へ、平成27年度へドイツMPEに滞在して現地の研究者と議論を深める計画としていたが、いずれも当初の計画どおり実行することができた。ただし、本年度は研究代表者の研究拠点の異動などもあり、データの解析・論文化という点ではやや停滞している状況であり、これは次年度以降の課題となっている。今年度は、すばる望遠鏡のHyper Suprime-Cam (HSC)の戦略枠プログラムで取得された広視野データを使って銀河環境効果の研究を一歩進めることができた。我々はブロードバンドとナローバンドのデータを組み合わせて解析し、「HSC-Deep」とよばれるサーベイ領域の一つであるDEEP2-3フィールドに、赤方偏移0.4の宇宙に巨大な銀河団二つを含む大規模構造を発見した。この大規模構造に沿って星形成銀河の諸性質を調べ、その環境依存性を調査した。その結果、高密度環境の星形成銀河ほど、色が赤く、星形成率が高いという結果を得た。さらに詳細に調べると、これらの結果は高密度環境の星形成銀河の星質量が大きいという傾向に起因しており、星質量を固定してみると、銀河の星形成率には環境依存性は見られなかった。高密度環境に多く見られる「赤い星形成銀河」は、これまで個別の銀河団の研究などで我々自身も注目してきた種族であるが、HSCの大規模サーベイデータを利用することで、初めて5平方度以上に広がる大規模構造に沿って、「赤い星形成銀河」の環境を同定できたことは大きな成果である。本研究成果について論文を執筆し、現在Publication of Astronomical Society of Japan (PASJ)誌に投稿中である。