hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有理型写像の値分布論の研究

代表者の森は、本課題である有理型写像の空間とその中での除外値をもつ写像の希少性について研究し、ネヴァンリナ除外値の消去の問題に関し、P^n(C)への任意の超越的有理型写像あるいは、正則曲線を少し変形し、除外超平面や除外超曲面および、有理的動標的に対する除外値を全く持たない写像に変形できることを証明した。また、P^n(C)への有理形写像全体の空間にある距離を導入し、除外値を全く持たない写像が超越的有理型写像の空間で稠密であることも示した。ここでは、定数写像、有理写像および、超越的有理型写像をはっきり識別できる距離を導入することも出来た。分担者の戸田は、2つの超越的有理型関数f,gの一致の定理について研究し、ある条件の下に、4つの緩増加関数a_k(z)に対し、{z|f(z)=a_k(z)}={z|g(z)=a_k(z)},(k=1,...,4)ならば、f=gであることを示した。また、P^n(c)への正則曲線とsubgeneralな位置にあるP^n(c)の超平面の集合に対しネヴァンリナの第二基本定理の不等式のより一般的な形を与えた。また、高次元の複素解析の研究の立場から、風間は、小平の∂^^ ̄∂-補題が弱一完備ケーラー多様体で成立するかという問題を、複素擬輸環体C^n/Гのコホモロジー的有限型のトロイダル群に対して肯定的に証明した。安達は、C^n上の解析的多面体Ωの正則部分多様体Vが、もし∂Ωと横断的の交わるならば、V上の各有界正則関数fはΩ上の有界正則関数Fに拡張できることを示した。児玉は、ある弱擬凸領域を双正則自己同型群の観点から特徴づけた。すなわち、C^n上の有界領域が一般化された複素楕円体となる(大域的性質)ための条件を、境界の局所的性質および領域の自己同型群の局所的性質で与えた。一方、関数空間や関数解析的研究の観点から、河村は、確率密度関数の反復作用についての収束定理を得た。佐藤は、コンパクトアーベル群上のフーリェマルチプライヤーに関し、関数空間としてのバナッハ代数的構造や作用関数についての研究成果を得た。除外値を持つ有理型写像の希少性の研究を目指し研究をしている。研究代表者は、ネヴァンリナ除外値の消去の問題に関し、先に得た定標的に対するネヴァンリナ除外値の消去の結果に引き続き、P^a(C)への任意の超越的正則曲線を少し変形し、有理的動標的に対する除外値を全く持たない写像に変形できることを証明した。また、P^a(C)への有理形写像全体のつくる空間に一つの距離を導入し、除外値を全く持たない写像がこの空間の中で稠密であることも示した。現在射影的代数多様体への正則写像について研究中である。

戸田は、有理型関数の5つの値の原像の一致に関する一意性定理をある緩増加関数の動標的の場合に拡張した。風間は、複素リー群の完備ケーラー性についての研究し成果を得た。安達は、複素空間内の有界凸領域上でヘンキン型の積分核の研究をし、あるヘルダー評価を得た。水原は、n次元ユークリッド空間上で定義された一般化されたモーレー空間でカルデロン-ジグムント型特異積分作用素などについての研究を行った。仲田は、2次多項式の複素力学系が定めるファトゥ集合上のジュリア集合への着陸可能性と、マンデルブロー集合の補集合上の外射線の着陸可能性について研究した。河村は、カオス力学系理論に関連しウェヴレット理論と相互作用について研究した。これらの研究を基にさらに研究討論を行い値分布理論のこれらへの応用およびこれらから値分布論への応用について研究討論を深める。今年度は、主に国内の近隣の研究者と議論をしたが、継続研究の平成11年度には九州地区において国際研究集会を開催し、外国の値分布論の研究者その他との研究交流、議論を活発に行いさらに深い研究を進める予定である。代表者の森は,本課題である有理型写像の空間とその中での除外値をもつ写像の希少性について研究し、ネヴァンリナ除外値の消去の問題に関し、P^n(C)への任意の超越的有理型写像あるいは、正則曲線を少し変形し、除外超平面や除外超曲面および、有理的動標的に対する除外値を全く持たない写像に変形できることを証明した。また、P^n(C)への有理形写像全体の空間にある距離を導入し、除外値を全く持たない写像が超越的有理型写像の空間で稠密であることも示した。ここでは、定数写像、有理写像および、超越的有理型写像をはっきり識別できる距離を導入することも出来た。分担者の戸田は、2つの超越的有理型関数f,gの一致の定理について研究し、ある条件の下に、4つの緩増加関数aκ(z)に対し、{z|f(z)=a_κ(z)}={z|g(z)=a_κ(z)},(κ=1,...,4)ならば、f=gであることを示した。また、P^n(C)への正則曲線とsubgeneralな位置にあるP^n(C)の超平面の集合に対しネヴァンリナの第二基本定理の不等式のより一般的な形を与えた。また、高次元の複素解析の研究の立場から、風間は,小平の∂∂^^--補題が弱一完備ケーラー多様体で成立するかという問題を、複素擬輪環体C^n/Γのコホモロジー的有限型のトロイダル群に対して肯定的に証明した。安達は、C^n上の解析的多面体Ωの正則部分多様体Vが、もし∂Ωと横断的の交わるならば、V上の各有界正則関数fはΩ上の有界正則関数Fに拡張できることを示した。児玉は、ある弱擬凸領域を双正則自己同型群の観点から特徴づけた。すなわち、C^n上の有界領域が一般化された複素楕円体となる(大域的性質)ための条件を、境界の局所的性質および領域の自己同型群の局所的性質で与えた。一方、関数空間や関数解析的研究の観点から、河村は、確率密度関数の反復作用についての収束定理を得た。佐藤は、コンパクトアーベル群上のフーリェマルチプライヤーに関し、関数空間としてのバナッハ代数的構造や作用関数についての研究成果を得た。
過渡的流体力特性を考慮した高性能翼機構に関する研究

船舶の舵やフィンなど,時間的に状況が変化する「過渡的条件」で使用される翼の性能向上に向けた基礎研究を行った.状況が一定な「定常条件」で翼の性能を向上する瘤状突起などの「付加物」に着目し,それらが過渡的条件下の翼性能に与える変化を明らかにした.水槽の水流中で運動する翼に働く力を計測する実験と,運動する翼周囲の流れの数値シミュレーションにより,付加物による翼性能変化とその要因となる現象解明を行った.船舶の舵やフィンなど,時間的に状況が変化する「過渡的条件」で使用される翼の性能向上に向けた基礎研究を行った.状況が一定な「定常条件」で翼の性能を向上する瘤状突起などの「付加物」に着目し,それらが過渡的条件下の翼性能に与える変化を明らかにした.水槽の水流中で運動する翼に働く力を計測する実験と,運動する翼周囲の流れの数値シミュレーションにより,付加物による翼性能変化とその要因となる現象解明を行った.本研究では,急操舵時の舵など過渡状態における翼機構の性能に着目し,急激な迎角変化に対しても,安定かつ高い揚力を発揮する翼機構の実現に向けた研究を実施している.具体的には,一定迎角の静的状態で翼性能を向上させる翼面付加物が過渡状態において発揮する効果とそのメカニズムについて実験計測と数値解析の両面から解明し,過渡状態における高性能翼機構の実現を目指している.本年度は,静的状態における翼付加物の効果を確認するとともに,過渡状態における翼性能評価のための手法や装置の構築と検証を行った.実験計測に関しては,瘤状突起形状に代表される各種翼面付加物形状の静的状態における効果について,大型回流水槽を用いた実験により検証した.スパン長の異なる翼模型を用いた計測の差分から,翼端影響を排した2次元翼形状における流体力特性を評価した.これにより,静的状態における各付加物の流体力学的基本特性を確認し,今後の過渡的流体力特性の評価に必要な指針を得た.また,既存の水槽計測装置の検力部に回転アクチュエータを付加し,動的な迎角制御と過渡的流体力の計測が可能な実験計測装置を構築した.さらに,回転する箱状物体に作用する過渡的流体力を計測して,数値解析結果と比較検証した.数値解析に関しては,静的状態における無限スパン翼周り乱流場のラージェディシミュレーションを実施し,流体力特性の再現と評価に必要な解析手法の検証を行って,定性的な流体力特性の再現を確認した.また,過渡状態を表現する手法としてALE法による移動格子法を用いた数値解析手法に着目し,同手法を用いた箱状物体に作用する流体力の数値予測を行って,先述の検証実験結果と比較を行った.その結果,両者は良い一致を示し,これによって実験と数値解析の両面から過渡的流体力特性計測とメカニズム解明のためのシステム構築と検証がなされた.本研究では,急操舵時の舵など過渡状態における翼機構の性能に着目し,急激な迎角変化に対しても,安定かつ高い揚力を発揮する翼機構の実現に向けた研究を実施した.具体的には,一定迎角の静的状態で翼性能を向上させる翼面付加物が過渡状態で発揮する効果とその原因を解明し,過渡状態における高性能翼機構実現の基礎となる知見を得た.本年度は,昨年度構築した過渡状態の翼性能評価手法を用い,実験計測と数値解析の両面から過渡状態における翼機構について,付加物による発生流体力の変化とその要因となる流体力学的メカニズムを明らかにした.実験計測では昨年度に引き続き大型回流水槽を用い,迎角が様々な周期で正弦振動する動的状態の翼機構において,瘤状突起形状に代表される各種翼面付加物がその翼性能に与える効果を検証した.また,昨年度用いたアスペクト比の異なる翼模型に加えて,翼厚の異なる翼模型を導入し,翼本体形状と付加物形状の相互関係が流体力学特性に与える影響についても調査した.これらの計測結果から,翼の運動条件,付加物形状,翼本体形状のそれぞれのパラメータが,過渡状態の翼機構性能に与える影響を明らかにした.数値解析に関しては,ALE法による移動格子法を用いた数値解析により,迎角が正弦振動する動的状態の矩形翼について,翼周り乱流場のラージエディシミュレーションを実施した.付加物の有無による過渡的流体力特性の変化等について,実験計測結果と比較し,数値予測の妥当性を評価するとともに,動的状態における翼周囲の流動現象ならびに過渡的現象に対して付加物が与える影響を解明した.
全窒素糖の合成と機能探索

アルドースの水酸基をすべて窒素に置換した糖(全窒素糖と呼ぶ)は、天然には存在しないが、アルドースと同様のコンホメーションを有し、また窒素原子は強固な水素結合のドナー/アクセプターとして働くことが期待される。よって全窒素糖ならびに全窒素糖含有化合物はノジリマイシンやカナマイシンなどと同様に強い生物活性を示すことが予想される。また分子触媒やキラルリガンドとしての機能も期待される。本研究では、連続的多重Overman転位による窒素導入により、炭素数5の全窒素ペントースならびに炭素数6の全窒素ヘキソースを短工程で合成し,それらの生物的ならびに化学的機能を探索する。
「社会政策的都市政策」の概念史的・比較史的研究

ヨーロッパでは19世紀以降の工業化と都市化の過程で様々な都市問題が発生し、それへの対応として、ガス、電気、公共交通などのインフラ整備、さらに公衆衛生、住宅政策などの都市政策が実施されたが、これらの政策は都市社会の統合や管理を目指しており、救貧・社会扶助などの都市社会政策とは異なる意味で社会政策的意図をもっていた。本研究は前者の政策を、「社会政策的都市政策」という概念を用いて、19世紀末20世紀初頭のドイツの事例を中心としてイギリスとの比較を念頭に置きながら、概念史的・実証的に解明した。1.概念史的検討の作業については、「給付行政」概念と「社会政策的都市政策」概念の明確化に努めた。その結果、(1)「給付行政」概念の適用範囲は広いが本来想定されている政策領域はエネルギー供給や公共交通であったこと、(2)ドイツおよび日本の公法・行政法学でも一定の研究蓄積がある「給付行政」は、19世紀以降の都市化・工業化に伴って登場した新たな国家行政の機能を表現する概念と通例理解されているが、自治体は広義の国家の一環をなすものとして給付行政の実施に際して先駆的・直接的な役割を果たしたことが明らかになった。但し、この問題の十全な解明にはドイツの行政法学者フォルストホフの「生存配慮」概念にまで遡る必要があり、「社会権」、「生存権」がいつどのようにして成立したのかという問題とも関連させながら今後詰めていく必要がある。2.実証的作業については、「給付行政」の代表的分野である都市公共交通の発達・公営化について、1890年代から1920年代にかけての時期のドイツとイギリスに関する資料収集と整理を進めたうえで、その社会政策的側面に焦点を当てて「社会政策的都市政策」概念との接合をはかった。その結果、(1)都市公共交通は市街地の拡大と郊外住宅地の開発を促進して低所得層の職住分離を可能にし、分散的定住への道を開いたこと、(2)こうした住宅政策、都市計画を進めるうえで、運賃の全般的引下げ、低所得層に有利な運賃体系、都市計画と連動した路線開設を可能にする都市公共交通の公営化は重要な手段であったことが明らかになり、(3)その延長上にある都市圏の拡大は広域行政あるいは都市計画を超えに地域計画の形成へとつながり、それはイギリスでもドイツでも第一次世界大戦後にほぼ同時に始まった、という展望を獲得した。1.概念史的検討の作業については、ドイツの行政法学者フォルストホフによって提唱され、「給付行政」概念を根底で支えた「生存配慮」概念にまで遡り、法学研究の成果も踏まえてクレマーの「社会政策的都市政策」概念との関係の明確化に努めた。その結果、(1)「社会政策的都市政策」概念が病院、老人ホームなどを重視するのに対して「生存配慮」概念は供給事業や交通部門が本来的領域とみなすという力点の違いがあるが、「社会扶助」とは区別されて有償ながら所得や階層に関わりなく都市住民全体に均等に提供されて都市社会の統合を促す都市行政サービスという点で共通すること、(2)しかし「社会政策的都市政策」は救貧などの「都市社会政策」とともに「社会国家」を支え、「社会国家」の再編のなかで改めて都市自治体を担い手として構想された現代ドイツにおける「社会都市プログラム」のなかにも流れ込んでいることを確認した。2.実証作業については、昨年獲得した展望を踏まえて一次史料を利用した実証分析に着手し、「給付行政」および「生存配慮」の代表的分野である都市公共交通の発達・公営化について、1890年代から第一次大戦までのドイツのフランクフルトの事例について検討した。その結果、(1)市街鉄道の公営化によって運賃水準一般の引下げが行われたが、とくに注目すべきは市参事会によって提案された労働者用の週定期であり、市議会の検討により一定所得以下の労働者以外の広範な社会層にも適用が拡大されて通勤の便宜がはかられ、都市住民の市街鉄道の利用層の拡大が促進されたこと、および(2)こうした「生存配慮」を実現するための「社会政策的都市政策」は、時期的には「生存権」にもとづく「社会扶助」に先行して「社会都市」から「社会国家」への道を準備したと想定できることを確認した。(1)実証作業については、「社会政策的都市政策」と「都市社会政策」の接点として、ドイツでは中世以来慈善団体が重要な役割を果たしていたことに着目し、19世紀に入って都市当局が社会政策への関与を強めて、それまでの慈善・救貧の担い手であった公共慈善財団(修道尼院、孤児院、養老院、聖霊施療院、一般慈善金庫)と都市社会政策における新たな協働・分業関係を築く一方、19世紀末20世紀初頭には財団の活動の原資である広大な所有地の管理・運用にも介入して、近代都市にふさわしいインフラ整備、たとえば飛行場、港湾施設・工業団地、鉄道駅の建設のために財団の所有地を購入や賃貸の形で利用するとともに、都市当局が積極的な土地管理・購入政策を財団に促すことによって財団の財政的基盤の強化を可能にして今日まで存続する基礎を作ったことを、フランクフルト・アム・マインの事例に即して明らかにした。

(2)概念史的検討の作業については、ドイツにおける「社会政策的都市政策」、「生存配慮」、「給付行政」などの概念に対応する概念ないし構想がイギリスにも存在するかどうか検討し、ウェッブ夫妻の提唱した「ナショナル・ミニマム」概念がそれに該当し、後者が工場法の延長上に出てきたことなど、概念が生み出された歴史的文脈には大きな差異があるにせよ、国家レベルの生存最低限水準の達成を最終的目的としていること、地方自治体がその実質的な担い手で政策遂行の実験場であった、および最終的には現在に至るまで「福祉国家」ないし「社会国家」を根底で支える概念であり続けたことなどの点で共通点をもっており、比較に値することを確認した。
マイクロフロー合成と固相合成を基盤にした糖鎖ならびに関連化合物の高度集積合成

研究成果の概要:本研究では、マイクロフロー合成装置や固相合成装置を用いて、生物活性糖鎖や複合糖質などの糖関連化合物の効率合成を達成することを目的とした。特に生体分子認識において注目を集めているシアル酸含有糖鎖およびN-結合型糖タンパク質糖鎖、ならびにバクテリア由来のペプチドグリカンについて効率合成法を確立させ、さらにはライブラリー作成を目指した。一方、ペプチドグリカンフラグメントを、マイクロアレイに導入し、得られた糖鎖マイクロアレイを用いて、ペプチドグリカン認識タンパク質との相互作用解析に成功した。アスパラギン結合型糖タンパク質糖鎖(以下、N-結合型糖鎖と略す)は、細胞間相互作用、タンパク質品質管理におけるタグ分子、免疫応答におけるシグナル伝達、あるいはタンパク質の3次構造の形成や血中内安定性等、様々な生物学的機能発現等に深く関与していることが示唆されている。研究代表者は、天然には不均一混合物として極微量しか存在せず、単離精製することが困難なこれらN-結合型糖鎖の機能解明を目指して、マイクロフロー合成と固相合成を基盤とした高度集積合成を検討することにした。N-結合型糖鎖の構造を5つのフラグメントに分割し、これらを固相上で順にグリコシル化を行う戦略を立てた。これらのフラグメントは糖鎖合成化学において難関であるα-シアリル結合、β-マンノシル結合、そして求核性の低いアスパラギン側鎖の窒素原子とのN-グリコシル結合を含むため、これのフラグメントについては液相でのグリコシル化反応を検討した後、グリコシドフラグメントとして固相上に導入することとした。これら3つのフラグメントの合成において、通常のバッチプロセスではグリコシル化反応の制御が困難であったため、マイクロリアクターを用いるフロー系反応により、収率ならびに選択性の向上を達成し、また連続フロープロセスによるこれらフラグメントの大量合成に成功した。またオキシブチレン架橋ポリスチレンとフルオラス溶媒法による固相への試薬濃縮効果を利用した合成法を確立し、これらフラグメントを用いてシアル酸含有複合型N-結合型糖鎖の固相全合成に初めて成功し、構造多様性に対応可能なN-結合型糖鎖の高度集積合成における基盤を築いた。昨年度に引き続き、N-結合型糖タンパク質糖鎖合成を目的としてマイクロフロー系を用いた糖鎖合成について検討するとともにマイクロフロー系を用いたカチオンリビング型重合反応によるポリシアル酸の合成について検討した。シアリルガラクトース構造ならびにポリシアル酸構造の効率的な構築のために、通常のフラスコを用いたバッチ式反応装置とマイクロミキサーとフラスコを連結させた新型装置を用いて対応するグリコシル化反応について検討を行った。シアリルα(2-3)ガラクトースならびにシアリルα(2-6)ガラクトースについては、シアル酸として天然型のN-アセチルノイラミン酸誘導体を糖供与体に用いるとグリコシル化反応の選択性が良くなく、対応するグリカールを多量に副生することが常識であったが、どちらの反応装置を用いても、活性化剤であるルイス酸を加える際の混合と温度制御を厳密に実施することで、高選択的に目的のαグリコシドを高収率で与え、副反応を抑制できることを見出した。これはルイス酸を加える際に発生する局所熱のために立体選択性が低下し、副反応成物を与えることを示唆している。一方α(2-9)ジシアル酸ならびにα(2-8)ジシアル酸については、N-アセチル誘導体ではグリカールを与えるのみであったが、N-アジド誘導体を用いることで高収率かつ高選択的なα(2-8)およびα(2-9)ジシアル酸構造の構築に成功した。これらの場合も厳密な混合と温度制御が重要であることがわかった。なお大量合成については、マイクロフロー系を用いた効率的連続ミキシングを適用することで容易に行うことが可能であった。またマイクロフロー系を用いたポリシアル酸合成については、α(2-9)構造について5糖までの合成に成功している。糖鎖のチップへの導入法を確立し、作成した糖鎖チップを用いてインフルエンザウイルスやレクチンとの相互作用解析を行った。これまでに、N-フタロイルノイラミン酸誘導体ならびに5-アジドノイラミン酸誘導体を糖供与体に用いるシアリル化について検討し、マイクロフロー合成を組み合わせることでほぼ完全な選択性で目的のαシアル酸含有グリコシドの合成に成功していた。その鍵は反応熱の適切な除去であることがわかり、従来は副反応を多く生じ、選択性も悪いと思われていた天然型のN〒アセチルノイラミン酸(Neu5Ac)誘導体を糖供与体に用いたグリコシル化について再検討を行い、マイクロフロー合成による迅速なミキシングと除熱により、高収率かつ高選択的なα-シアリル化に成功した。この方法を用いてN-結合型糖タンパク質糖鎖のライブラリー構築のための二糖フラグメントの大量合成に成功した。細菌由来リポ多糖部分構造の合成において鍵となるKdoグリコシル化について、フラスコ中の反応では多量に副生成物を与えるが、マイクロフロー合成ではその生成率を大幅に抑制できることを見出した。

糖鎖の固相合成は、N-結合型糖タンパク質糖鎖とペプチドグリカンを対象とした。N-結合型糖タンパク質糖鎖については、鍵となる糖アスパラギンの合成について検討した。アスパラギンをまず固相担体に導入した後、固相上でのアスパラギン残基へのグルコサミニル化に初めて成功した。新たにペプチドグリカンの固相合成について、検討しフルオラス溶媒による固相への試薬濃縮効果を利用して四糖構造の構築に成功した。糖鎖のマイクロアレイについては、アレイ上への糖鎖導入法について検討し、その条件を確立した。一方ペプチドグリカシ部分構造のマイクロアレイ化を目指し、糖鎖部分の合成を行った。カチオンリビング型重合反応によるオリゴシアル酸の合成については、原料となるシアル酸供与体ならびに受容体の効率合成について検討した。本研究ではマイクロフローリアクターをはじめとする反応集積化の技術を利用して,N-グリカンの効率合成を行っている.特に,その重要性が指摘されているコアフコース含有糖鎖,バイセクティンググルコサミン含有糖鎖の合成を行った.また,ラットの脳で発見された非還元末端にシアル酸を2つ含む4糖構造(ジシアリルモチーフ)も合成した.これらの糖鎖の合成のシアリル化,β-マンノシル化,N-グリコシル化においては前年度までに開発したマイクロフロー系での反応を利用してスケールアップを行った.加えて,インジウムとIClを用いる新規グリコシル化法を開発し,効率的シアリル化反応を開発した.また,マイクロフロー系で,光臭素化やFisherグリコシル化をを行うことで,効率的な反応プロセスとなることを見出した.加えて,シアル酸含有糖鎖の合成においてはシアル酸5位がNHAc期を保護してNAc2体に誘導することで反応性が劇的に向上することを見出した.これは,NHAc体では分子間で水素結合を形成し,反応性が低下していることが原因であることが示唆された.巨大な糖鎖の合成において,反応性の低下は大きな問題となることから,本知見には大きな価値がある.また,αマンノシル化反応において,4位の保護基がグリコシル化の立体選択性に影響を与えることも見出した.これらの知見を利用し,上記のコアフコース含有12糖,バイセクティンググルコサミン含有8糖,ジシアリルモチーフの骨格構築を達成した.さらに,コアフコース含有12糖およびジシアリルモチーフに関してはその脱保護にも成功した.上記に加えて,コアフコースを形成する糖転移酵素であるFUT8の阻害剤の開発も行った.その合成において,アルキンとスルホンアジドを用る新規な多様性指向型合成戦略を開発し,中程度の阻害活性を持つ化合物を合成した.本研究では、マイクロフロー合成装置や固相合成装置を用いて生物活性糖鎖や複合糖質などの糖関連化合物の効率合成を達成することを目的としている。すでにマイクロフロー合成法による効率的な混合と精密な温度制御に基づく動力学的な制御による立体選択的グリコシル化を達成した。N-結合型糖タンパク質糖鎖の合成については、コアフコース含有糖鎖の生体内動態制御機構を明らかにすることを目的として、その合成を行い、フコース含有5糖アスパラギン構造の構築に成功した。
衛星搭載ライダを用いた下層雲微物理量の全球特性解析

衛星搭載ライダを用いた下層雲微物理特性の高精度抽出には、衛星搭載ライダ観測量を高速に精度良く再現することのできる手法の開発が必要である。本研究課題では、高次の散乱位相関数及び経路積分の手法を用いることで大幅な計算時間の短縮を可能とし、ライダ観測量の単散乱過程から多重散乱過程、そして拡散過程までの遷移を良く再現する物理過程モデル(PM法)の開発を行い、膨大な計算時間を要するモンテカルロ法を用いたPM法の精度評価を実施した。雲の鉛直各層における減衰と多重散乱により、ある時間に受信されるライダ光は、各層の微物理特性を反映したものとなっている。特に衛星からは、それらの適切な取り扱いなしには、雲微物理特性の鉛直構造や雲底の推定に大きな不確定性が生じる。その効果を考慮するために、均質層に対するバックワード・モンテカルロ計算を行い、ライダ後方散乱の垂直成分と平行成分を鉛直各層からの寄与に分けた詳細な解析を実施した。それらの解析結果を利用し、雲の微物理パラメータの関数とした均質層の参照テーブルの線形結合から、鉛直方向に微物理特性が変化する任意の不均質層におけるライダ光を再現するフォワード計算法の開発を行った。仮想的な雲に対して、バックワード・モンテカルロ計算と、開発した手法により作成したライダ観測量の詳細な時空間構造の比較検証を行った。その結果、単純な線形結合では再現性に大きな誤差が生まれるが、観測量に含まれる主要な散乱過程の解釈に基づいて不均質性の効果を反映する事で、開発した手法が数値計算から求めたライダ信号の挙動を良く再現し、多重散乱成分の見積もりを実用的な速度で概ね適切に行えることがわかった。これらのことから、本研究課題の平成27年度の研究目的であった、不均質な雲からのライダ観測量を、時間を要するモンテカルロ計算を逐一行うことなく再現することが可能となり、その研究成果を国内外の学会や国際誌等において発表した。本年度の研究目的として、衛星ライダの後方散乱係数と偏光解消度の全球解析に適する高速なフォワード計算法の開発を掲げた。これに関しては、モンテカルロ計算から得られた均質層における一次元のライダの参照テーブルから、任意の不均質層からのライダ散乱光の時空間分布を実用的に推定する手法を開発することで達成し、国際学会27th International Laser Radar Conference等において発表を行った。さらに、より多重散乱過程の高速な取り扱いを可能とする、均質層の参照テーブルを使用しない汎用性の高い物理モデルの構築にも着手しており、次年度以降に実施予定のフォワード計算法を組み込んだインバージョン・アルゴリズムの開発と実衛星データへの適用が順調に進むと期待される。平成28年度は、昨年度までに開発を行った、任意の不均質層からのライダ散乱光の時空間分布を、バックワードモンテカルロ・シミュレーションを用いて導出した、均質層における一次元のライダ参照テーブルの不均質性の効果を考慮した線形結合により推定する手法を大幅に発展させ、より多重散乱過程の高速な取り扱いを可能とし、参照テーブルを使用しない汎用性の高い物理モデルの構築を行った。様々な雲の鉛直構造の仮定において、偏光解消度を含むライダ観測量を開発した物理モデルで適切に再現することができるか、バックワードモンテカルロ・シミュレーションによる検証実験を実施した。その結果、開発した物理モデルが視野角など多様な観測条件に対して適用可能な手法であることが分かった。開発した物理モデルを組み込んだインバージョン・アルゴリズムの開発を実施した。このことにより、衛星ライダデータから、これまで不確定性が大きかった任意の時間に受信されるライダ光に対する鉛直各層の微物理特性の寄与の見積もりを高速に妥当な精度で推定することが可能となり、水雲微物理特性の鉛直構造解析を達成した。また本年度は、これらをベースに、衛星ライダと同期する複数の衛星データを複合的に利用することで、水雲内部に混在する雲粒子やドリズルなどの粒子カテゴリーの切り分けを行う、新たな手法開発への応用を行った。これらの研究成果を、国内外の学会や国際誌等において発表した。本年度は、実施予定であった新しい衛星ライダ用フォワード計算手法の高速化及び、それを組み込んだインバージョンアルゴリズムの開発と、その実衛星データへの適用/解析を行い、国際学会等において成果発表を行った。衛星搭載ライダを用いて全球で下層雲の雲物理特性を高精度で抽出するには、衛星信号に含まれる多重散乱光成分を高速に精度良く解析する事の出来る手法の開発が必要である。本研究課題では、ライダ後方散乱過程を単散乱成分、時間の遅れのない多重散乱成分、それから時間の遅れのある多重散乱成分(パルス・ストレッチング)に分解して取り扱い、散乱回数に対応した高次の散乱位相関数及び経路の減衰過程の見積もりに経路積分の手法を用いた物理過程モデルの開発を行った(Physical Model: PM法)。この事により、膨大な計算時間を要するモンテカルロ法の様に全ての散乱過程を網羅せずに衛星搭載偏光ライダ信号を再現する事が可能となった。多様な衛星の仕様や均質・不均質な雲微物理量の鉛直構造に関してモンテカルロ法を用いたPM法の検証実験を実施した。その結果、開発した手法により大幅な高速化が達成された事、モンテカルロ法と比較して平均的に15%程度の相対誤差で後方散乱係数を推定できる事、またこれは偏光を扱えない従来の統計的手法の後方散乱係数推定誤差を約4倍、分散を1桁以上改善する事等が分かった。本年度はこれらの研究成果報告を国際誌Opt. Expressや国際学会での招待講演等を通して行った。

また、本研究成果を日欧共同EarthCARE衛星の高次アルゴリズム開発や衛星搭載アクティブセンサを用いた雲微物理特性解析へ応用しSpringer Remote Sensing/Photogrammetryに発表した。衛星搭載ライダを用いた下層雲微物理特性の高精度抽出には、衛星搭載ライダ観測量を高速に精度良く再現することのできる手法の開発が必要である。本研究課題では、高次の散乱位相関数及び経路積分の手法を用いることで大幅な計算時間の短縮を可能とし、ライダ観測量の単散乱過程から多重散乱過程、そして拡散過程までの遷移を良く再現する物理過程モデル(PM法)の開発を行い、膨大な計算時間を要するモンテカルロ法を用いたPM法の精度評価を実施した。開発した物理モデルをさらに発展させ、視野角など多様な観測条件や雲の鉛直構造において適切に観測量を再現出来るか更なる検証を実施する。物理モデルを組み込んだインバージョン・アルゴリズムを開発し、これまで衛星ライダの水雲の解析において十分になされていない雲底の推定や、衛星ライダに同期する複数の衛星データを複合利用することで水雲内に混在する雲粒子、霧雨、降水粒子などの微物理特性を分離して抽出する新たな手法を構築する。開発した物理モデルを組み込んだアクティブセンサ複合解析手法による雲物理特性抽出の精度評価と改良を実施する。解析手法を長期衛星データに適用し得られた解析結果を用いて下層雲微物理特性の全球データを構築する。大気物理
学校の就職指導・斡旋活動と企業の採用管理経費に関する学種間・学種内比較研究

3年度(「学卒採用に関する調査」平成4年2月)ならびに平成4年度の研究(「大学生の就職活動や採用内定状況に関する調査」平成5年3月)をとりまとめ、『企業の新卒採用活動と学生の就職活動の費用と便益に関する研究』を印刷した。報告書の概要は以下の通りである。平成4年3月の新卒者の採用一人当たりに企業が支出した経費は、調査対象523社平均で69.4万円である。新卒者は合計155万4千人であるから、わが国の企業は総額1兆円を超える規模の経費を支出したと推定される。しかし、問題は採用経路による変動である。自由応募方式に比べて学校経由方式は、採用経費が約半分で済んでいる。18歳人口が減少を続ける今後、企業同士が縮小する一方の新卒市場をめぐって繰り広げる争奪戦を市場原理に任せた場合に、学校が積極的に関与する場合に比べて倍の経費が支出されることになることを、これは物語っている。自由応募方式が採用計画充足率の点で学校経由方式をリードする部分はたかだか10%程度のものに過ぎない。また、就職活動に対する学生の満足度の点で自由応募方式が学校経由方式に対してもっているリードは、たかだか5%未満のものに過ぎない。したがって、自由応募方式の下で企業が支出している採用経費の約半分は、企業自身の採用効率からみても、学生の就職活動への満足度の点からみても、ほぼ無駄な支出と考えて差し支えない。企業側には、大学の学校・学科・研究室推薦の拡大を求める声が強く、就職協定についても一応の目安としての存続を考える姿勢が強い。また、就職活動に対する学生の不満点としては、「会社内容を検討する知識が不足していた」「自分の適性が分からなかった」の2つが他の項目を圧倒している。国民経済上の効率の点からも、また、企業、学生の双方に対する便益の点からも、卒者の就職に大学が高校並に積極的に関与することが求められている。3ケ年計画の初年度にあたる本年度は、学卒採用に企業が直接・関接にかけている経費を把握することを目標にして、既存資料の収集・検討を行ない、更にそれに基づいて質問紙調査を実施した。(株)矢野保清研究所が1991年に2,000社を対象にして行なった調査によれば、有効回答247社が新卒の採用にかける費用は平均で57.1万円、資本金30億円以上の企業が57.7万円、30億円以下の企業が72.2万円であった。また東京都労働経済局が1990年に都内3,000社を対象に行なった調査では(有効回答789社)、新卒採用にかかる費用は製造小規模18万円、中規模111万円、大規模2,410万円、サ-ビス業小規模25万円、中規模75万円、大規模835万円であった。採用経費に関する調査はもともと少ないうえに、その調査のなかでも結果はこのように大きく違っている。さらに、既存の調査では大卒者の採用経費に限定されているので、学種間あるいは学種内の比較はできない。本研究の目的は、自由応募方式と学校推薦方式の利害得失の比較にあるから、採用経費の学種別比較は不可欠である。そこで本研究は独自に「学卒採用に関する調査」を実施した。質問項目は学種別内定者数、学種別応募経路、学種別定着率、採用経費、リクル-タ-制度などを中心に構成した。

調査対象は回収率を考慮し、当初の多段無作為抽出方式をあきらめ、日本経済新聞社刊『就職する人のための素顔の1,700社』に掲載された1,683社とした。郵送方式で3月末を〆切とした13日現在で570社から回答を得ている。回収率は33.9%で予想外に高いが、最終的には35%を超える予想である。次年度(4年度)は3年度の結果を分析するとともに、学生の側の選択機会の観点から自由応募方式と推薦方式の利害得失を比較するために、学生調査を実施する予定である。昨年度は学卒採用に関わる企業側の経費を把握するために、1,683社を対象に学種別内定者数、学種別応募経路、学種別定着率、採用経費、リクルーター制度などについて質問紙調査を行った。本年度は学生の側から、就職活動にかかる金銭的・時間的コストを文系と理系で比較しながら把握することを研究の目的とした。当初は首都圏と地方の国・私立大学の学生15人に就職活動の克明な記録をつけてもらい、それに基づき約1,000人の学生を対象に質問紙調査を実施する予定であったが、(1)不況の進行で学卒の就職戦線が極端に悪化し、事例研究への協力が得られる情勢ではなくなったこと。(2)毎年の学生の就職活動の実態については民間の就職情報産業が調査を行っておりそれが利用できること、などの理由から事例調査はあきらめ、質問紙調査主体に切り換えた。文科系(自由応募制が主体)と理科系(推薦制が主体)の比較を主眼とすることから、調査対象大学は全て総合大学とし、また就職活動にかかる金銭的・時間的コストを主題とすることから、地方国立、首都圏国立、首都圏私立、地方私立の4大学を選んだ。対象とした学生は文科系(法学部、経済・商学部)2学部、理科系(理学部、工学部)2学部の総計3,630名である。質問項目は卒業後の進路、内定取消の有無、就職活動の種類、内定先会社の種類(就職活動の種類別)、大学での就職指導、就職活動に要した時間・経費、就職活動への満足度などである。3月1日に発送し、15日現在、転居先不明票169通、回収された調査票523通で、回収率は15.1%である。催促なしの郵送調査で2週間以内の回収率としては標準的な結果である。次年度は昨年度の企業調査及び本年度の学生調査をとりまとめる。3年度(「学卒採用に関する調査」平成4年2月)ならびに平成4年度の研究(「大学生の就職活動や採用内定状況に関する調査」平成5年3月)をとりまとめ、『企業の新卒採用活動と学生の就職活動の費用と便益に関する研究』を印刷した。報告書の概要は以下の通りである。平成4年3月の新卒者の採用一人当たりに企業が支出した経費は、調査対象523社平均で69.4万円である。新卒者は合成155万4千人であるから、わが国の企業は総額1兆円を超える規模の経費を支出したと推定される。しかし、問題は採用経路による変動である。自由応募方式に比べて学校経由方式は、採用経費が約半分で済んでいる。18歳人口が減少を続ける今後、企業同士が縮小する一方の新卒市場をめぐって繰り広げる争奪戦を市場原理に任せた場合に、学校が積極的に関与する場合に比べて倍の経費が支出されることになることを、これは物語っている。自由応方式が採用計画充足率の点で学校経由方式をリードする部分はたかだか10%程度のものに過ぎない。また、就職活動に対する学生の満足度の点で自由応募方式が学校経由方式に対してもっているリードは、たかだか5%未満のものに過ぎない。
規範理論における社交概念とその実践的含意に関する研究

本年度は、規範理論における社交概念とその実践的含意を解明するにあたり、まず、(1)近代イギリス道徳哲学に即して社交概念を分析し、その歴史的な変遷について検討した。具体的には、シャフツベリ、フランシス・ハチスン、デイヴィッド・ヒューム、アダム・スミスの道徳哲学を詳細に検討し、それらを社交概念を基礎として再構成することを試みた。こうした理論研究の成果として、アダム・スミスに関する部分は、仲正昌樹編『政治思想の知恵:マキャベリからサンデルまで』法律文化社、所収の論文「第5章スミス:経済的自由主義の定式化」として公表した(2013年2月)。また、上記のイギリス道徳哲学者の思想を概説した論文「道徳的行為者と間主観性:18世紀イギリス道徳哲学に即して」、仲正昌樹編『倫理(学)における主体の問題(仮題)』御茶の水書房(叢書アレテイア)所収も、2013年中に刊行予定である。また、理論研究と並行して、(2)現代社会の実践的な諸問題を検討する応用倫理学研究も実施した。具体的には、公衆衛生倫理(公衆衛生政策と政治哲学の関係)、市場と倫理、デモクラシー論、いじめなどの諸問題について、応用哲学・倫理学的な検討を試みた。こうした研究の成果として、公衆衛生と政治哲学に関する部分は、生命・医療倫理学のDVD教材(丸善出版、2013年4月刊行予定)に講義として収録されており、公衆衛生倫理に関する教科書の一章として2013年中に刊行する準備にも着手している。さらに、その他の研究成果に関しても、アウトリーチ活動の一環として開催している哲学カフェ「コミュニケーション・アゴラにおいて、参加者(市民)を対象とするレクチャーという形で定期的に公表している。コミュニケーション・アゴラの活動については、参加者から好評を博していることに加え、雑誌にとりあげられるなど、一定の社会的な評価も受けている。
ダイナミック階層ファクター・モデルによる為替レートの変動と伝播効果の解明

実効為替レートをファクターモデルで世界共通要素と国特有要素に分解することにより、外国為替市場における伝播効果を分析することが研究目的である。金利を説明変数とする為替モデルを理論的基礎とし、約80カ国を対象にベイズ統計法を用い検証した結果、世界共通要素(つまり伝播効果)の存在を確認することができた。しかし、採用している為替制度に関わらず為替レートの変動の多くは各国特有要素に寄与していることも分かった。そして、伝播効果は世界金利により、国特有要素は各国の金利の独自の変動により、説明できることを実証した。最先端の統計手法を用い、実質実効為替レートの伝播効果の規模を明らかにし、その変動を経済的に分析することが目的である。実質実効為替レートは、各国の経済競争力を示す変数として考えられているため、多くの開放経済理論で用いられている。しかし、実証研究では殆ど用いられていないのが現状である。世界の外国為替市場は密に関連しているため、実質実効為替レートに相関の存在を予想することは容易であるが、伝播効果のレベルを数値化した先行研究は存在しない。研究の第一段階として、ダイナミック階層ファクター・モデルを用い、世界各国の実質実効為替レートの変動を4次元のレベル1)世界共通ファクター、2)所得レベル階層ファクター、3)地域レベル階層ファクター、4)国別特有ファクター、に分解し、各階層の規模を分散分解法で比較することにより他国への依存度を数値化する。この手法は近年Moench et al(2011)により開発され、高次元の階層にデータを分類し各階層の共通要素を推定することを可能とする。第2段階として、マクロ経済統計データを用い、上記階層(13)内共通要素の変動要因を明らかにする。経済統計データは各国の政府や中央銀行が開示している金利やマネー・ストック等、また民間企業が作成している株価インデックスや金融恐怖指数等を用いる予定。共通要素の説明変数を明らかにすることにより、統計的に有意な第3国および変動要因を特定する。最先端の統計手法を用い、実質実効為替レートの伝播効果の規模を明らかにし、その変動を経済的に解明することが目的である。実質実効為替レートは、各国の経済競争力を示す重要な変数の一つとして考えられているため、多くの開放経済理論で用いられている。世界の外国為替市場は密に関連しているため、実質実効為替レート間の相関を予想することは容易であるが、伝播効果のレベルを数値化した先行研究は存在しない。研究の第一段階として、ダイナミック階層ファクター・モデルを用い、世界各国の実効為替レートの変動を4次元のレベル、1)世界共通ファクター、2)所得レベル階層ファクター、3)地域レベル階層ファクター、4)国別特有ファクター、に分解し、各階層の規模を分散分解法で比較することにより他国への依存度を数値化する。この手法は近年Moench他(2011)により開発され、高次元の階層にデータを分類し各階層の共通要素を推定することを可能とした。経済統計データは各国の政府や中央銀行が開示している金利やマネーストックなど、また民間企業が作成している株価インデックスや金融恐怖指数を用いる予定。今後の課題として幾つかの問題点はあるものの、初期的な実証結果をまとめた論文を学会で報告した。研究1年目は情報や統計データの収集、そして解析に用いるプログラムを完成させることに時間を費やした。研究2年目(昨年度)は、初期的な実証研究をまとめた論文を日本金融学会の年次大会で発表した。そこで得たコメントは下記の通りである。ダイナミック階層ファクター・モデルから得られた結果にいくつかの課題があることを認識した。主な問題は、上記モデルを推定する際に用いる事前条件についてである。具体的には、1)本モデルは単純化のためMoench他(2011)に基づき、各階層(グループ)には1つの共通要素が存在するという仮定を用いている。2)推定前に、所得レベルや地理的情報をもとに階層を作成している。これらの是正や頑強性を吟味する必要があるというコメントを頂いている。また、前提条件とは関係ないが、本研究結果によると世界共通要素は比較的重要度が低いことを示しているため、各国特有ファクターの変動要因の実証研究も行うべきであると指摘されている。国際金融本研究は3年目で終了予定であるため、上記コメント13を今後の研究に最大限に生かし、研究結果を論文としてまとめ、査読付き学術雑誌に投稿する予定である。具体的には、コメントで指摘された前提条件に関する点(上記1&2)に対処するため、ダイナミック階層ファクター・モデルではなく、一般的なファクター・モデルによる推定を行う。

また、3番目のコメントを考慮するため、世界共通ファクターだけでなく、国別特有ファクターの変動要因の検証も行う。実質金利と為替レートの関係は理論的に導くことができるため(例MacDonald and Nagayasu 2000)、また金利データは多くの国々に存在するため、本研究に応用することも可能であると考える。そのため、今後本研究と上記理論の関連性を明確に説明することを試みる。また、研究に用いているデータを更新するとともに、研究期間中に査読付き学術雑誌に掲載することは時間的に困難であるため、Working Paperとして研究結果は開示する予定である。研究1年目は主に、研究の方向性の決定および研究環境を整える下準備を行った。具体的には研究応募書に従い下記の点に取り組んだ。独自性の確立:国家間の貿易規制が撤廃され世界の経済市場が統合していく中、一国の経済低迷がもたらす他国への影響(伝播効果)の重要性は以前にも増して重要視されている。アジア通貨危機(1997)、リーマン・ショック(2008)や欧州債務危機(2009)等の事例からも分かるように、海外の金融危機は取り分け情報通信技術で密接に関連している外国為替市場(例円レート)に多大な影響を及ぼした。近年、より多くの研究が行われた背景がここにある。これらの研究と差別化するためにも、1年目は過去の研究を概観し本研究の方向性を定めた。既に学術雑誌に掲載された研究論文を理解することも重要であるが、日本経済学会や日本金融学会などの研究会に参加し多くの研究者と交流を深めることで、最新情報を収集し研究テーマの理解を深めることに努めた。また、英国の大学に約3週間滞在し、特に技術的な部分(統計手法)の理解を深めた。研究の下準備:本研究は多くの国々の統計データを取り扱うことが一つの特徴である。そのために必要な、コンピュータや解析ソフト等を購入した。実質実効為替レートのデータを分析できる形式に変換するなど、データ・ベースの構築作業のためリサーチ・アシスタントとして雇用した。研究の達成度:ダイナミック階層ファクター・モデルの推定に必要なコンピュータ・コードを完成させ実験的に解析を行った。完成度は低いが、研究結果は日本経済学会で発表し、数々の有意義なコメントを頂いた。研究に必要なデータが高価になること、また解析ソフトが2015年春に発売予定のため予算を少し残している。本研究は3年間で完了予定のため、今後の研究は次のように行う予定である。研究2年目は、学会や研究会での発表をとおし、この初期的な実証結果の課題点を明らかにし、研究の改善に努める。現在の潜在的問題として、ダイナミック階層ファクター・モデルの推定に必要な仮定(例、階層を形成するグループの定義)の妥当性が挙げられる。推定前に階層の決定は不可欠で、本研究では主に各国の地理的位置の情報によりグループが形成されている。そのため、最終結果がこの仮定にどれ程影響されるのか吟味する必要がある。また、為替レート以外のデータの収集をリサーチ・アシスタントとともに遂行し、伝播効果の変動の解明に努める。
フォノニック結晶を用いた渦状態音波の高効率生成とそのマニピュレーションへの応用

2次元フォノニック結晶における渦状態の実現に向けて、三角格子構造においてバレー自由度を利用する研究に取り組んだ。当初計画した2次元フォノニック結晶を用いた音波や弾性波の渦状態は、周期構造内で音波や弾性波の分散関係におけるトポロジカルな性質と関係がある。第一段階として1年度目に取り組んだ1次元フォノニック結晶におけるトポロジカルな性質を2次元構造へ拡張させ、2次元フォノニック結晶におけるトポロジカルな性質とそれによって実空間に現れる弾性波の渦状態を調べた。圧電性を持つGaAsからなるフォノニック結晶を設計すると、電極を付けるだけで弾性波を容易に励振させることができる。その結果として、GaAsからなるフォノニック結晶の単位構造を適切に設計することでバンドのトポロジカルな性質を制御し、二つの完全フォノニックバンドギャップにおいて周波数の異なる渦状態を実現するのが可能であることを見出した。これは実用性の高い連続固体構造では初めての報告であり、弾性波の渦状態に向けた基礎となる成果である。また、ワシントン大学においても、トポロジーの概念の機械系への展開について、先方の研究者と議論を重ね論文化が可能な成果の創出に大きく貢献した。なお、本年度の研究成果については、国内学会2件、国際学会1件のほか、国際学術論文誌論文1篇という形で報告している。本研究で得られた成果は博士学位論文にまとめられ、専攻学科で優秀博士論文賞を授与されるなどその業績が高く評価された。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、強誘電体を利用し単体で渦(vortex)状態生成可能なフォノニック結晶(Phononic Crystal:PnC)を実現することを目指す。また、PnC渦状態による角運動量伝達の物理を明らかにし、マイクロ粒子の音波マニピュレーションへの応用を目指す。当初の目標を目指すためには、2次元PnCを用いて弾性波・音波の渦状態を生成する必要がある。2次元フォノニック結晶を用いた渦状態の実現に向けて、その第一段階として1次元フォノニック結晶におけるトポロジカルな性質に関する研究に取り組んだ。1次元フォノニック結晶では、2次元フォノニック結晶で生じる渦状態は存在しない。しかし、2次元構造と同様に通常とは異なるトポロジカルな性質より弾性波や音波の局在したトポロジカル境界状態を生成することができる。本研究では、実用性の高い連続体固体構造では初めてとなる弾性波に対するトポロジカル境界状態を実現することに成功した。この成果は、2次元フォノニック結晶中の音波や弾性波のトポロジカルな性質を利用した渦状態生成に展開する上で、重要な知見である。また、この成果を基礎に、すでに二次元系における検討も開始しており、数値計算によりその可能性を明らかにしており、今後の研究の発展が大いに期待できる。なお、本年度の研究成果については、国内学会発表2件、国際学会発表4件など、多くの学会で発表を行なったほか、詳細な内容をまとめた論文が国際論文誌に掲載され、注目論文の一つに選ばれるなど、高く評価されている。分散関係を表わすフォノニックバンド構造のトポロジカルな性質とそれによって実空間に現れる音波や弾性波モードの関係を調べるため、第一段階として一番簡単な系である1次元フォノニック結晶を用い、フォノニックバンドのトポロジカルな性質およびそれによって表れる弾性波のトポロジカル境界状態についての研究を行った。まず、有限要素法を用い、シリカからなる1次元フォノニック結晶を設計した。フォノニックバンドのトポロジカルな性質が異なる構造を設計するために、構造パラメターを変えながらバンド計算を行った。バンドのトポロジカルな性質が異なる二つの1次元フォノニック結晶を接続させ、その接合境界で現れるトポロジカル局在モードを数値計算から確認した。また、トポロジカルな性質が異なる各1次元フォノニック結晶に対し、弾性波に対する透過率スペクトルを測り、フォノニックバンドギャップ効果により弾性波の透過率が大幅に下がる周波数領域の存在が確認できた。これらの接合構造に対する透過率スペクトルでは、共通バンドギャップ領域の中で局在されたトポロジカル境界状態の存在が確認できた。最後にトポロジカル境界状態が接合境界付近で空間的に局在されているかを確認するために、レーザを用いて弾性波モードの空間分布を測定した。弾性波による歪の変化は、光弾性効果を通じて構造内に屈折率分布を与える。その屈折率変化は、特定の偏光状態を持つレーザを入射させ入射光の位相遅延測定することができる。測定結果、接合した1次元フォノニック結晶の境界付近で大きな位相遅延が測定され、トポロジカル境界状態がちゃんと境界付近で局在されていることが確認できた。以上のとおり、活発な研究活動により多くの成果を挙げている。

圧電性を持つGaAsからなるフォノニック結晶を設計すると、電極を付けるだけで弾性波を容易に励振させることができる。その結果として、GaAsからなるフォノニック結晶の単位構造を適切に設計することでバンドのトポロジカルな性質を制御し、二つの完全フォノニックバンドギャップにおいて周波数の異なる渦状態を実現するのが可能であることを見出した。これは実用性の高い連続固体構造では初めての報告であり、弾性波の渦状態に向けた基礎となる成果である。また、ワシントン大学においても、トポロジーの概念の機械系への展開について、先方の研究者と議論を重ね論文化が可能な成果の創出に大きく貢献した。なお、本年度の研究成果については、国内学会2件、国際学会1件のほか、国際学術論文誌論文1篇という形で報告している。本研究で得られた成果は博士学位論文にまとめられ、専攻学科で優秀博士論文賞を授与されるなどその業績が高く評価された。2次元フォノニック結晶を用いた音波の渦状態を実現するために、現在2次元フォノニック結晶の設計に取り組んでいる。当初計画したのは音波を用いた渦状態であったが、液体を用いた渦状態は設計は簡単であるが、速度が遅いため、高速な波の制御には向いてないことがわかった。また、2次元フォノニック結晶を用いた音波の渦状態およびその角運動量に関する研究は、既にいくつかの研究グループでその成果を出しておりその報告が続いている。そのため、本研究では渦状態の高速制御を実現することを目指し、流体などを伝搬する音波ではなく固体を伝搬する弾性波を用いた2次元フォノニック結晶の渦状態の実現に向けて研究を進む予定である。縦波のみが存在する音波とは違って、弾性波の場合、横波も存在するため、構造の設計が簡単ではない。2次元フォノニック結晶を用い、複数の渦状態を生成するために、本研究ではバレー状態と呼ばれる、特定の向きに回転運動を行う弾性波モードを用いる。安定な渦状態を作るためには、他の弾性波モードが邪魔しないように完全フォノニックバンドギャップを持つ構造が必要である。そのような2次元フォノニック結晶を有限要素法より設計し、所属研究室で持っている半導体プロセス技術を活用してサンプルの作製を行う予定である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。