hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ラインX線の研究

“あすか"のX線望遠鏡、検出器の総合性能較正をすすめ、NASAの協力のもとにデータベース化を進めた。特性X線を放射する天体、星形成領域、超新星、銀河中心、銀河団などの総合的な研究を進めた。具体的成果は原始星からのX線の発見、殻型超新星残骸からの非熱的X線放射成分の検出、銀河団の重力構造の決定などが特筆できる。“あすか"搭載X線CCDの宇宙環境における安定性や、性能変化を長期的にモニターし、データを定量的に解析した。これは今後の衛星計画におおきなフィードバックをあたえるものである。X線CCD素子を試作し、冷却したときの雑音レベル、電荷転送効率の温度依存性を調べた。X線に対する特性、特に一次電子の拡散の様子、裏面照射型素子を放射光を使いその特性を調べた。CCDの読み出し雑音を下げるために必要な素子製作の基礎研究をおこなった。読み出し雑音レベルとして電子換算で数個を実現した。読み出し部分を低雑音化するためのJFETの設計試作し、京大タンデム加速器を用いて、宇宙環境荷電粒子を生成させ、それをCCDに照射し、その特性変化を研究した。さらに、特性劣化を最小限にするような温度環境、動作電圧、速度を求め、宇宙環境への実用化にめどをつけた。直接X線撮像型CCDを試験・評価するためのシステムの開発を行い完成した。このシステムは駆動するCCDの種類を選ばず、通常CCDの駆動に用いられるあらゆる種類の信号を発生できる。またCCDからのデータの取り込みも、その方法の変化に柔軟に対処できるようにした。CCDS5467-X1を試作し、実際にx線を照射してその特性を調べた。その結果、6keVのx線に対してエネルギー分解能200eV強を達成した。これは、従来浜松フォトニクスで試作している可視光用の素子に比べれば、かなりの改善となったが、目標とする電子換算で数個と言うレベルには及ばない。その理由として、まだ、読みだし部分の容量が大き過ぎる(現在はluvelectron)こと、動作温度を十分に下げられていないこと(-40°C)などが挙げられる。あすかX線望遠鏡の反射特性を観測から決定した。GISの有効面積、ゲインとエネルギー分解能の一様性、X線像の性質を詳細に調べ、GISのレスポンス関数がつくり、「あすか」チームや海外のゲスト観測者のデータ解析に供されている。また搭載CPUのプログラムの動作確認と、長期間にわたる特性モニターのために、スペアセンサーによる実験が続けられている。ケンタウルス座銀河団で鉄が中心に2倍以上濃く集中していることの発見、楕円銀河のホットハローで重元素の存在比が予想の数分の1に過ぎないことの発見、鉄のk-X線だけが異常に強い特異な2型セイファート銀河の確認、超新星SN1993Jからの鉄のk-X線の発見などが初年度の主な成果である。超新星SN1993Jの詳しい観測にもとづき超新星爆発によって合成される重元素量を決めるため爆発モデルを構築した。観測された光度曲線との比較から、この超新星の親星の質量は爆発直前には太陽質量の3から4倍であることを示した。宇宙の大規模構造形成に関連して、現在のダークマターの分布の情報から、宇宙初期でゆらぎの状態を精度よく評価できる方法を開発した。今後、銀河団や超銀河団からのx線の情報により、大規模なスケールでのダークマターの情報がわかってくると、この方法によりゆらぎの初期状態がわかり、大規模構造形成に関する理解が格段に進むと期待される。天体からのX線ドップラーが検出され超高温ガスのダイナミックスの解明がすすんだ。即ち(1)カシオペアAの各点でのドップラー効果が検出され、X線領域でのドップラー速度マップが求められた。その他超新星残骸のプラズマ診断を実行しその構造を研究した(白鳥座ループ、E0102-72他)精度高いスペクトル観測により、熱的と非熱的放射の研究が格段に進歩した。即ち衝撃波加熱と信じられていたSN1006のShellが非熱的放射を示すことがわかり、相対論的電子の存在を物語る。系外銀河や銀河団などの元素組成やその空間分布が測定され、重元素の起源や構造の解明がすすんだ。鉄が中心集中している銀河団を見い出した。宇宙膨脹の赤方偏移zが0.37という遠方の銀河団Abell370の高温ガスの温度と重元素組成比を明らかにした(この銀河団から検出された鉄のK-X線はこれまで知られているもっとも遠方の銀河団)。楕円銀河のホットハロ-で重元素の存在比が予想の数分の1に過ぎないことを発見した。輝線が強い2型セイファート銀河をいくつも見つけた。銀河中心から多くの高電離重元素からの特性X輝線を発見し、超高温ガスの構造をはっきりさせた。また中性鉄特性X線も発見されそれが分子雲による反射であることを見つけた。この強度は未知の強いX線点源を必要とし、銀河中心が2型銀河核と酷似していることを見つけた。蛇使い座ロ-星生成領域の解析を行ない、原始星からのX線放射、輝線を発見した。超新星SN1993JからのX線放射、特に鉄K-X線の発見した。このシステムは駆動するCCDの種類を選ばず、通常CCDの駆動に用いれるあらゆる種類の信号を発生できる。

またCCDからのデータの取り込みも、その方法の変化に柔軟に対処できるようにした。浜松のフォトニクの協力によりCCDS5467を試作し、実際にX線を照射してその特性を調べた。その結果、6keVのX線に対して一応のエネルギー分解能を達成した。銀河M81に出現したに超新星SN1993Jの爆発モデルを構築した。銀河M51に出現した超新星1994Iの爆発モデルを作った。大質量星が起こす超新星が合成、放出する重元素量と爆発エネルギーを理論的に求めることを目標に爆発メカニズムを調べた。超新星1994Iの爆発モデルを作り、超新星爆発で新たに合成された鉄の質量が太陽質量のおよそ7パーセントであることがわかった。精度高いスペクトル観測により、熱的と非熱的放射の研究が格段に進歩した。即ち衝撃波加熱と信じられていたSN1006のShellが非熱的放射を示すことがわかり、相対論的電子の存在を物語る。これは宇宙線の衝撃波仮説を支持する観測結果を始めて得た。活動銀河核のからの蛍光X線を観測し、ブラックホールの最も近傍におけるガス分布をもとめ、重力赤方変移を検出した(MCG-6-30-15)。銀河団の高温ガスの空間分布が測定され、暗黒物質の分布が、階層構造になっていることを始めて明らかにした。銀河中心から多くの高電離重元素からの特性X輝線を発見し、超高温ガスの構造をはっきりさせた。また中性鉄特性X線も発見されそれが分子雲による反射であることを見つけた。この強度は未知の強いX線点源を必要とし、銀河中心が2型銀河核と酷似していることを見つけた。南の冠座星生成領域の解析を行ない、原始星からのX線放射、輝線を発見した。直接X線撮像型CCDを試験・評価するためのシステムの開発を行い完成した。このシステムは駆動するCCDの種類を選ばず、通常CCDの駆動に用いられるあらゆる種類の信号を発生できる。浜松フォトニクの協力によりCCDS5467を試作し、実際にX線を照射してその特性を調べた。衛星環境と等価な放射線損傷実験をおこない。有用なデータをえた。この結果は次期衛星の設計に反映された。による銀河M81に出現した超新星SN1993J、銀河M51に出現した超新星1994Iの爆発モデルを作り、詳細な計算を行なった。“あすか"のX線望遠鏡、検出器の総合性能較正をすすめ、NASAの協力のもとにデータベース化を進めた。特性X線を放射する天体、星形成領域、超新星、銀河中心、銀河団などの総合的な研究を進めた。具体的成果は原始星からのX線の発見、殻型超新星残骸からの非熱的X線放射成分の検出、銀河団の重力構造の決定などが特筆できる。
スプリット型パルスコイルによる超強力な超伝導バルク磁石の実現と磁気分離への応用

着磁実験及びシミュレーション解析により、様々な超伝導バルク(REBCO, MgB2)や様々なコイル(ソレノイド型、スプリット型)を用いたパルス着磁(PFM)および磁場中冷却着磁(FCM)における捕捉磁場向上への検討を行った。2次元及び3次元の電磁界と温度の連成問題を有限要素法により着磁現象を解析するモデルを構築し、実験結果をシミュレーションにより再現した。高性能なMgB2のPFMにおいては、高磁場印加でflux jumpが顕著に実験的に観測された。これは安定性パラメータと最小伝搬領域の解析で、特性の低いバルクと比べflux jumpが起こりやすいことが分かった。REBaCuO系超伝導バルク(RE:希土類元素)は、REBa2Cu3O7超伝導相とRE2BaCuO5非超伝導相、Ag, Ptなどからなる複合材料であり、超伝導相のc軸配向結晶化と非超伝導相への磁束の強いピン止めにより、パルス着磁により5 T(テスラ)を超える「超伝導バルク磁石」が実現している。24年度は、様々な形状や配置のパルスコイルを用いた超伝導バルクのパルス着磁に関するシミュレーション解析結果を基礎に、実証実験により5テスラ級の超強力な疑似永久磁石の実現を目指した。さらに、新しい超伝導バルクとしてMgB2バルクを作製し、パルス着磁や磁場中冷却着磁を用いてMgB2超伝導バルク磁石の可能性を実験とシミュレーションにより明らかにした。最終年度に向けて、バルク磁石装置を用いた汚染水や汚染土壌などの環境浄化磁気分離の有効性を検討した。1シミュレーション解析によるパルスコイルの最適化とコイル設計これまでに構築した超伝導バルク内の電磁場・温度の連成シミュレーション解析により、様々な形状や配置のパルスコイルに対して、様々な条件(例えば、初期温度分布、印加パルス磁場、パルス幅など)によるパルス着磁における超伝導バルク内の磁場と温度の時間変化を計算した。その結果、超伝導バルクを効率よく着磁するパルスコイルの形状の最適化を行った。2超伝導バルクの着磁実験既存のパルスコイルを用いて、様々な形状(四角型、円盤形)、材質(REBaCuO, MgB2)の超伝導バルクをパルス磁場で着磁した。着磁現象を正確に把握するため、バルクの表面には複数のホール素子と温度計を設置して、磁場及び温度の場所及び時間依存性を測定した。また、磁場中冷却着磁を用いて最大捕捉磁場とその温度依存性を評価した。REBaCuO系超伝導バルク(RE:希土類元素)は、REBa2Cu3O7超伝導相とRE2BaCuO5非超伝導相、Ag, Ptなどからなる複合材料であり、パルス着磁により5 T(テスラ)を超える「超伝導バルク磁石」が実現している。25年度は、様々な形状や配置のパルスコイルを用いた超伝導バルクのパルス着磁に関するシミュレーション解析結果を基礎に、実証実験により5テスラ級の超強力な疑似永久磁石の実現を目指した。3 GdBaCuOバルクとMgB2バルクの磁場中冷却着磁の実験と捕捉磁場シミュレーションを様々な特性のバルクについて実施し、Jc-B特性を正確に評価することにより捕捉磁場をシミュレーションで再現できることを明らかにした。

本研究は、これまでの様々な形状を有するパルスコイルを用いた超伝導バルクのパルス着磁に関する研究成果とシミュレーション解析結果を基礎に、スプリット型などの新しいコイルを用いたパルス着磁法を提案し、実証実験により5テスラ級の超強力な疑似永久磁石の実現を目指した。最終的には新しい方法により5連型バルク磁石装置を着磁し、バルク磁石装置を用いた汚染水や汚染土壌などの環境浄化磁気分離の有効性を明らかにする。1)シミュレーション解析によるパルスコイルの最適化とコイル設計、製作これまでに構築した超伝導バルク内の電磁場・温度の連成シミュレーション解析により、様々な形状のパルスコイルに対して、様々な条件(例えば、初期温度、印加パルス磁場、パルス幅など)によるパルス着磁における超伝導バルク内の磁場と温度の時間変化を計算する。その結果から超伝導バルクを効率よく着磁するパルスコイルの形状の最適化を行った。2)超伝導バルクのパルス着磁実験既存のパルスコイルを用いて、様々な形状(四角型、円盤形)、材質(REBaCuO, MgB2)の超電導バルクをパルス磁場で着磁した。着磁現象を正確に把握するため、バルクの表面には複数のホール素子と温度計を設置して、磁場及び温度の場所及び時間依存性を測定した。既存の冷却用GM冷凍機を用いてバルクを1480 Kの範囲で冷却し、既存のパルス電源(容量20100 mH可変)を用いて印加磁場を最大8 Tまで変化させパルス着磁実験を行った。1)これまでに構築した超伝導バルク内の電磁場・温度の連成シミュレーション解析により、様々な形状のパルスコイルに対して、様々な条件によるパルス着磁における超伝導バルク内の磁場と温度の時間変化を計算し、捕捉磁場向上のための最適設計を行った。この結果は2編の学術論文、3編の国内学会で発表した。2)既存のパルスコイルを用いて、様々な形状(四角型、円盤形)、材質(REBaCuO, MgB2)の超電導バルクをパルス磁場で着磁した。材料や形状により最適なパルス着磁条件が異なることが明らかになった。特にMgB2バルクのパルス着磁研究は世界で初めて行われ、2012年5月、10月の国際会議で発表した。さらに、3編の学術論文、5編の国内学会で発表した。3)様々な特性を有するREBCOバルクの磁場中冷却着磁を40-90Kの範囲で行った。直径65mmのGdBCOバルクを40Kで着磁し、真空容器表面で5Tの捕捉磁場を実現し、水のモーゼ効果のデモンストレーションを学会等で発表した。4)バルク磁石装置を用いた有機半導体の液相成長を開始し、モーゼ効果による有機半導体結晶の結晶性や移動度の向上について、系統的な実験を実施した。磁気分離応用に次ぐバルク磁石の有望な応用分野であることが明らかになった。この結果は、4編の学術論文、3件の国際会議、5件の国内学会で発表した。特にMgB2バルクのパルス着磁研究は世界で初めて行われ、研究成果を学術論文として投稿した。
組織学習シミュレーションによる経営戦略と経営組織の進化の研究

この研究計画では、協調的な経営行動に対してさまざまな角度から分析を試みた。経営理論や経営の実践の現場で見られる現象をAxelrod流の協調行動の進化の観点から描いてみたのである。そのために、まずはAxelrodの進化理論のエッセンスを抽出して未来傾斜原理として定式化して使い易くする必要がある。単純化して言えば、現在の損得勘定や過去への復讐にこだわることなく、より良き未来をこそ選ぶべきだというのが未来傾斜原理である。このことによって、経営理論や経営の実践における協調行動の出現を説明することが容易になる。未来係数が高い場合には、未来への期待に寄り掛かる形で、苦しいても現在をなんとか凌いでいく行動につながるが、このことは日本企業でも、利益を分配したり使ってしまったりせずに、こつこつと内部留保して、将来の拡大投資のためにとっておこうとする強い成長志向として観察できる。さらに、このことを応用して、組織均衡を説明するための有望な二つの指標、見通し指数、未来傾斜指数を開発した。これらの二つの指数はAxelrodの未来係数の代替的指標として作られており、見通し指数は、その人の会社における将来への重みづけを表し、未来傾斜指数は将来に対する心理的な未来係数を表している。そして、この二つの指数が高い値をとるとき、職務満足を感じ、参加の意思決定が行われるという仮説の検証が行われた。見通し指数については、日本の大企業21社の2600人以上のホワイトカラーのデータによって支持され、見通し指数と職務満足比率との間には決定係数0.9989、参加比率との間には決定係数0.9980の非常に強い線形の関係があった。未来傾斜指数については、日本の大企業67社の約23万3千人のデータによって支持され、未来傾斜指数と職務満足比率との間には決定係数0.9970、参加比率との間には決定係数0.9678の強い線形の関係がやはりあった。今回の研究計画では経営戦略の形成プロセスを組織学習的な観点から分析することを意図している。しかし、組織学習を数理モデルとして解析的に分析することには、テクニカルな意味で限界がある。そこで、Marchらのゴミ箱モデルをより簡便にしたシミュレーション・プログラムSingle Garbage Can Program(SGCP)を開発した。その結果、組織の計量的研究の成果を踏まえて、経営組織の中で経営戦略が形成されるプロセス、経営戦略の果たす機能について、集団的学習のシミュレーションをSGCPを使って行うことができるようになった。そらに囚人のジレンマ状況で、経営戦略及び意思決定原理が進化していく様子をコンピュータ・シミュレーションによって描写できるプログラムの開発に着手しているが、これについては完成にはまだ時間が必要である。しかし、その理論的な考察と適用可能性については、拙著『経営の再生』の中で触れることができた。その中で、今年特に注目したのは未来係数の概念である。ゲーム理論で考えれば、共倒れになるはずの囚人のジレンマ・ゲームも、ゲームが長期間にわたって行われた時には、実験でもシミュレーションでも協調関係が現れる。そしてその協調行動を安定させるためには、未来に対する重みづけである未来係数が十分に大きいことが必要であることが理論的に証明される。例えば、日本企業のもつ強い成長志向などはその典型例であるが、今年は「見通し指数」の開発に成功し、拙稿「見通しと組織均衡」では未来係数の計測を試みた。また実際の日本企業での調査データをふまえ、かつての組織均衡論がもっていた理論的な可能性を拙稿「新しい企業の広告効果モデル構築の試み」の形で示すことができた。

そこで、Marchらのゴミ箱モデルをより簡便にしたシミュレーション・プログラムSingle Garbage Can Program(SGCP)を開発した。その結果、組織の計量的研究の成果を踏まえて、経営組織の中で経営戦略が形成されるプロセス、経営戦略の果たす機能について、集団的学習のシミュレーションをSGCPを使って行うことができるようになった。その結果は、Human Relationsに年内に掲載される予定であるが、一部は啓蒙書である拙著『できる社員は「やり過ごす」』の中でも紹介を試みた。さらに囚人のジレンマ状況で、経営戦略及び意思決定原理が進化していく様子をコンピュータ・シミュレーションによって描写できるプログラムの開発に着手しているが、その理論的な考察と適用可能性については、他の研究者の知見も交えながら拙編著『未来傾斜原理-協調的な経営行動の進化-』の中で触れることができた。ゲーム理論で考えれば、共倒れになるはずの囚人のジレンマ・ゲームも、ゲームが長期間にわたって行われた時には、実験でもシミュレーションでも協調関係が現れる。そしてその協調行動を安定させるためには、未来に対する重みづけである未来係数が十分に大きいことが必要であることが理論的に証明される。例えば、日本企業のもつ強い成長志向などはその典型例である。これまでは、研究の途中経過を断片的に紹介してきたが、現在、まとまった研究書の形で発表することを目指して、研究成果をまとめる作業に入っている。
人為的エピゲノム改変によるＴ細胞の分化制御と抗腫瘍免疫応答

癌患者体内における制御性T細胞(Regulatory T cell : Treg)の増加が予後不良と相関していることが多数の癌種で報告されている。Tregにより形成された腫瘍微小環境の免疫抑制状態を解除し、癌細胞に対する免疫寛容を打破する方法を見出せれば、新たな癌治療戦略として期待できる。本研究ではTregの機能を選択的に阻害しうる標的分子として、Tregの発生及び機能維持に必須の転写因子である核内受容体Nr4aファミリー(Nr4a1/a2/a3)に着目した。以上のことから、Nr4a受容体は腫瘍微小環境下においてTregの機能維持を司ることで抗腫瘍免疫を抑制していること、逆にNr4aを阻害することでその抑制が解除され、抗腫瘍エフェクターT細胞の強力な活性化を誘導できることが示された。上記の研究成果は2018年3月Cancer Research誌に報告した。29年度が最終年度であるため、記入しない。実際に臨床で腫瘍が発見・診断される段階では、腫瘍は既に免疫抵抗性及び非常に強い免疫抑制性を獲得した状態にある。よって、腫瘍の増殖を抑制するとともに、腫瘍微小環境の免疫抑制状態を解除し、腫瘍に対する免疫寛容状態を打破することができる方法を見出せれば新たな癌治療の戦略となりうる。免疫寛容の維持には制御性T細胞(Treg)の存在が重要であり、担癌個体においてはTregが抗腫瘍免疫応答を抑制すること、癌患者体内におけるTregの増加が種々の癌種において予後不良と相関していることがわかっている。そこで私は、Tregの機能を選択的に阻害しうる標的分子としてNr4aファミリーに着目した。オーファン核内受容体Nr4aファミリー(Nr4a1/2/3)とは、当研究室で同定されたTregの発生及び機能維持に必須の転写因子である。私は学術振興会特別研究員採用第1年度目において、TregにおけるNr4aの機能がT細胞による抗腫瘍免疫応答の誘導に重要であることをTreg特異的にNr4aの発現を欠損したコンディショナルノックアウトマウス(Nr4a fl/fl Foxp3-creマウス)を用いた癌細胞移植モデルにより明らかにした。また薬剤スクリーニングにより、既知の2種類の薬剤がNr4aの阻害剤として機能しうること、それらが実際にTregによる免疫抑制の解除を介して抗腫瘍免疫応答を惹起し、抗腫瘍効果を発揮することを見出した。当初はNr4aの発現を抑制しうるmicroRNAのスクリーニングや制御性T細胞をエフェクターT細胞へ機能転換できるepigenetic因子のスクリーニングを行う予定だったが、レトロウイルスを用いるためにスクリーニング系の確立自体が困難であったことや、将来的に予定していたマウスモデルへの適応を考えると現実的でなかったことから、薬剤を対象としたスクリーニング系へ切り替えた。結果的に、既存薬の中からNr4aの阻害剤として機能するものを同定でき、それらが効率よく抗腫瘍免疫応答を惹起できることも確かめられた。コンディショナルノックアウトマウスの解析からNr4aの抗腫瘍免疫における意義も確認でき、研究はおおむね順調に進行していると考えられる。近年、癌患者体内における制御性T細胞(Treg)の増加が予後不良と相関していることが多数の癌種で報告されている。Tregにより形成された腫瘍微小環境の免疫抑制状態を解除し、癌細胞に対する免疫寛容を打破する方法を見出せれば、新たな癌治療戦略として期待できることから、我々はオーファン核内受容体Nr4aに着目した。Nr4aはTregの発生及び機能維持に必須の転写因子として当研究室で見出されたものである。(Sekiya.T etal. Nature Commun.2011, Nature Imunol. 2013. JEM 2015)Treg特異的にNr4a1/Nr4a2の発現を欠損したマウス(Nr4a1fl/fl Nr4a2fl/fl-Foxp3-cre )では腫瘍の増殖がWTに比べて顕著に抑制され、CD8+CTLをメインとした強力な抗腫瘍免疫応答が惹起されたことから、Nr4aがTregによる抗腫瘍免疫応答の抑制機構において重要な役割を果たしていること、癌免疫療法における治療標的となりうることが示唆された。また、腫瘍の病態形成において特徴的なNr4aの機能に着目した結果、Nr4aがPGE2-cAMP-PKAシグナルの下流メディエーターとして機能し、広く臨床で使用されているcox-2阻害剤によってNr4aの発現及びTregの活性をコントロールできることを見出した。さらに、既存薬のライブラリーを用いた薬剤スクリーニングを行いNr4aの阻害剤の探索を行ったところ、古典的抗がん剤CamptothesinがNr4aの転写活性阻害剤として機能しうることを見出した。これらのNr4a阻害剤として同定した2種類の薬剤は、担癌モデルマウスにおいてTregによる免疫抑制の解除を介してCD8+CTL依存的な抗腫瘍免疫応答を惹起し、さらに2剤の併用により相乗的な抗腫瘍効果が発揮された。平成28年度は、前年度に比べノックアウトマウスを用いた解析を充実させることができ、Tregによる抗腫瘍免疫応答の抑制機構におけるNr4aの重要性及びその機能メカニズムの詳細を追求することができた。Tregを標的とした癌免疫療法の新規標的分子としてのNr4aの有効性や、既存薬の組み合わせによるNr4a-Tregを標的とした治療法を見出すこと示すことができ、これは臨床応用の観点からも期待のできる成果が得られていると考えられる。

また、Tregの胸腺での発生過程や免疫ホメオスタシスの維持におけるNr4aの重要性はすでに先行研究で明らかにされているが、Tregが関与する何らかの疾患環境下におけるNr4aの役割についてはまだ研究報告がない。当初の計画通り、昨年度は腫瘍微小環境下におけるNr4aによるTregの機能制御メカニズムも明らかにすることができた。以上の成果を考慮し、本研究は現時点では概ね順調に進展していると考えられる。癌患者体内における制御性T細胞(Regulatory T cell : Treg)の増加が予後不良と相関していることが多数の癌種で報告されている。Tregにより形成された腫瘍微小環境の免疫抑制状態を解除し、癌細胞に対する免疫寛容を打破する方法を見出せれば、新たな癌治療戦略として期待できる。本研究ではTregの機能を選択的に阻害しうる標的分子として、Tregの発生及び機能維持に必須の転写因子である核内受容体Nr4aファミリー(Nr4a1/a2/a3)に着目した。以上のことから、Nr4a受容体は腫瘍微小環境下においてTregの機能維持を司ることで抗腫瘍免疫を抑制していること、逆にNr4aを阻害することでその抑制が解除され、抗腫瘍エフェクターT細胞の強力な活性化を誘導できることが示された。上記の研究成果は2018年3月Cancer Research誌に報告した。1年目の研究より、Tregの発生や分化に必須である転写因子Nr4aが抗腫瘍免疫応答に関与していることを明らかにできた。特定の病態下でのNr4aの機能はまだ明らかになっておらず、今後は癌の病態に特徴的なNr4aの機能の詳細を明らかにしていきたいと思う。昨年度までの研究により、Nr4a-Tregは主にCD8+T細胞による抗腫瘍免疫応答を抑制していることが明らかになった。担癌個体内では、免疫抑制に働くTregの増加とともに、強力な抗腫瘍活性を有するCD8+T細胞の割合の減少がみられ、両者のバランスは担癌個体の抗腫瘍免疫応答を評価する上で重要な指標とされている。しかしながら、TregによるエフェクターCD8+T細胞の機能抑制メカニズムはまだ殆ど明らかになっていない。我々の研究グループがTreg制御因子として見出したNr4aファミリーに焦点を当てることでそのメカニズムの一端を明らかにできることが期待され、さらなる解析を進めていきたいと思う。また、本年度は本プロジェクトの最終年度であり、これまでの研究を学会及び論文で発表するアウトプットの作業に力を入れていきたい。29年度が最終年度であるため、記入しない。
細粒度自律電源制御・不揮発ロジックに基づく低消費電力FPGA

半導体プロセスの微細化に伴う開発費・開発期間が増大を背景に,チップ製造後に演算器の機能,演算器間の接続をプログラムできるFPGAが注目を浴びている.しかしながら,高いプログラマビリティのために面積・消費電力が膨大となる問題がある.本研究では,演算状況に応じてルックアップテーブル(LUT)毎に,電源電圧・しきい値などを自律的リアルタイムで最適化するアーキテクチャを開拓する.また,各LUTの使用状況を自律的に把握し,未使用時にLUT毎にパワーゲーティングを行うアーキテクチャを開発した.半導体プロセスの微細化に伴う開発費・開発期間が増大を背景に,チップ製造後に演算器の機能,演算器間の接続をプログラムできるFPGAが注目を浴びている.しかしながら,高いプログラマビリティのために面積・消費電力が膨大となる問題がある.本研究では,演算状況に応じてルックアップテーブル(LUT)毎に,電源電圧・しきい値などを自律的リアルタイムで最適化するアーキテクチャを開拓する.また,各LUTの使用状況を自律的に把握し,未使用時にLUT毎にパワーゲーティングを行うアーキテクチャを開発した.半導体プロセスの微細化に伴うLSIの開発費・開発期間が増大を背景に,チップ製造後に演算器の機能,演算器間の接続をプログラムできるFPGAが注目を浴びている.しかしながら,高いプログラマビリティのために面積・消費電力が膨大となる問題がある.本研究では,演算状況に応じてルックアップテーブル(LUT)毎に,電源電圧・しきい値などを自律的リアルタイムで最適化するアーキテクチャを開拓する.また,各LUTの使用状況を自律的に把握し,未使用時にLUT毎にパワーゲーティングを行うアーキテクチャを開拓することを目的としている.本年度は,非同期方式によって得られる回路モジュールの使用状況の情報を活用し,データパスのクリティカルパスを自律的に検出できる回路アーキテクチャを開発した.非同期回路では各ロジックブロックへの各入力データの到着タイミングの検出が可能である.その到着タイミングの情報を隣接ロジックブロック間で転送することにより,クリティカルパスを検出できる.クリティカルパス以外のデータパスの電圧をリアルタイムで段階的にクリティカルパスにならない程度まで減少することにより,全体の消費電力を下げることができる.提案の基本回路を65nm CMOS回路で試作し,その動作確認を行った.また,不揮発メモリである強誘電体メモリを用いて,演算・記憶回路を一体化する回路を考案し,それに基づく,リコンフィギャラブルアーキテクチャを考案した.(1)FPGAに適合した自律的電源制御アーキテクチャ・回路の確立非同期方式によって得られる回路モジュールの使用状況の情報を活用し,各モジュールの電源電圧,しきい値,電源のON/OFFをリアルタイムリアルタイム最適化を行う回路を考案した.考案したアーキテクチャでは,任意の数のFIFO(First-in First-out)レジスタを効率効率よく構成できるロジックブロック回路を提案している.FIFOを介して処理モジュールを接続し,FIFOに記憶されているデータ量の情報を用いることにより,接続された処理モジュール間の性能差を検出できる.FIFO内の記憶データが増加することは,(前段モジュールの処理性能)>(後段モジュールの処理性能)であることを意味する.FIFO内の記憶データ数が減少することはその逆を意味する.この性質に着目し,性能の高いモジュールの電源電圧を下げることにより,電力を削減することができる.このような機能を有するFPGAブロックを,65nmプロセスにより試作を行った.(2)プロセスばらつきに対してロバストな高性能非同期回路に基づくウェーブパイプライン近年問題となるプロセスばらつきに対してロバストで,かつ低消費電力なウェーブパイプライン回路を考案し,65nmで試作を行った.ゲートレベルでプルダウンパスのトランジスタ数をそろえる回路構成により入力に依存せずほぼ一定の遅延時間を有するゲートを構成することを可能とした.半導体プロセスの微細化に伴う開発費・開発期間の増大を背景に,チップ製造後に演算器の機能,演算器間の接続をプログラムできるFPGAが注目を浴びている.しかしながら,高いプログラマビリティのために面積・消費電力が膨大となる問題がある.本研究では,演算状況に応じてルックアップテーブル(LUT)毎に,電源電圧・しきい値などを自律的リアルタイムで最適化するアーキテクチャを開拓する.また,各LUTの使用状況を自律的に把握し,未使用時にLUT毎にパワーゲーティングを行うアーキテクチャを開拓することを目的としている.本年度は,高稼働率動作領域において非同期方式の消費電力が多いという欠点を解決するために,非同期式回路および同期式回路の両方に利用可能なLUTの構成を考案した.稼働率の低い処理を行う回路ブロックは非同期式回路を構成することにより,動的消費電力を削減できる.さらに,稼働率の高い処理を行うブロックにおいては,同期式回路を構成することにより,ハンドシェーク回路の消費電力のオーバーヘッドを低減することができる.このようなハイブリッドアーキテクチャにより,どのような稼働状況においても,消費電力効率を高めることが出来るアーキテクチャを実現した.提案の基本回路を65nm CMOS回路で試作し,その動作確認を行った.また,不揮発メモリであるフローティングゲートMOSメモリを用いて,演算・記憶回路を一体化する回路を考案し,それに基づく,リコンフィギャラブルアーキテクチャを考案した.
温泉の考古学的研究

本研究は、温泉成分中に含まれる塩化ナトリウムに着目し、温泉と遺跡との有機的な関係性を明らかすることを目的として実施した。その結果、日本列島の内陸部に形成された縄文遺跡と温泉源との間には、有機的な関係性を有する事例があることを指摘できた。また、古代における牛馬の飼育と温泉源(化石海水)との間にも同様の事例が存在することを確認した。明治19(1886)年内務省衛生局編纂の『日本鉱泉誌』(全3巻)を参照し、開湯または発見の記録が古い温泉をピックアップし、そのリストを作成した。このリストおよびその他の情報をもとにして、平成21年度は山形県蔵王温泉・小野川温泉、山梨県塩山温泉・岩間温泉、群馬県水上温泉・上牧温泉・四万温泉・沢渡温泉、栃木県那須塩原温泉・馬頭温泉等の踏査を実施した。踏査の結果、山形県小野川温泉(含硫化水素ナトリウム・カルシイムー塩化物泉)と小野川a遺跡(縄文早中)・同c遺跡(縄文前・後)・塔ノ原遺跡(縄文前・中)、群馬県上牧温泉(ナトリウム・カルシウムー硫酸塩・塩化物泉)と矢瀬遺跡(縄文後・晩期)、同県沢渡温泉(アルカリ性カルシウム・ナトリウムー硫酸塩・塩化物泉)と久森遺跡(縄文中期)との間に有機的な相関関係が存在する可能性が高いことを確認した。また、栃木県馬頭温泉(アルカリ性単純硫黄泉)は古代那須国の中心地に位置し、周辺には前期古墳・那須宮衙跡等の多数の遺跡や延喜式内社健武神社が存在するため、それらと有機的な相関関係が存在する可能性が考えられる。ただし、栃木県那須塩原温泉については、周知されている縄文遺跡が僅少であり、温泉源と遺跡との関係については、不明な点が多く、今後の課題となった。なお、山形県蔵王温泉の泉質(含硫化水素強酸性明ばん緑ばん泉)はPH1.31.8という全国屈指の強酸性であり、温泉水が流れ込む酢川には魚が棲息しないため、漁労活動が不可能な川である。しかし、酢川温泉神は延喜式に記載されており、温泉の発見と利用には、当時当該地域で活躍した天台系山伏が関与した可能性が考えられ、山岳信仰という側面から温泉利用を考える必要が生じた。昨年度作成した開湯または発見の記録が古い温泉リストおよび『日本書紀』『風土記』から抜き書きした温泉関係の記述に基づいて、本年度もそれらに該当する温泉地およびその周辺の遺跡等の踏査を実施した。踏査の結果、神奈川県中川温泉(アルカリ性単純泉)と中川遺跡(縄文中期)、群馬県八塩温泉(ナトリウム-塩化物・炭酸水素塩冷鉱泉)と譲原石器時代遺跡(縄文前晩期)、愛媛県道後温泉(アルカリ性単純泉)とその周辺に分布する弥生時代の遺跡(前期末:岩崎遺跡、中期前半:道後姫塚遺跡・道後鷺谷遺跡、中期中葉:祝谷六丁場遺跡・祝谷畑中遺跡、中期後半後期:文京遺跡)、島根県玉造温泉(マグネシウム・ナトリウム硫酸塩泉)とその周辺の古墳時代前期から奈良・平安時代にかけての玉作遺跡や古墳群、佐賀県嬉野温泉(ナトリウム-炭酸水素塩・塩化物泉)と的場遺跡(縄文)との間に有機的な相関関係が存在する可能性が高いことを確認した。また、長野県別所温泉踏査の際に『上田小県誌第4巻自然篇』(1953)に当温泉付近にある塩田町の水質調査結果が掲載されていることを知った。それによれば、塩田町内の井戸水の塩分濃度は著しく高く、周辺には中塩田・塩川等「塩」を冠する地名が点在しており、その南東側には信濃国古代最大の御牧である望月牧推定地があることに気づいた。これとよく似た状況は、海水と同等の塩分濃度(化石海水性)の群馬県八塩温泉水と阿久原牧(埼玉県上阿久原・下阿久原)との間にも認められることを確認した。さらに、愛媛県道後湯月町遺跡(道後温泉本館裏側)で調査された遺構が、松山市埋蔵文化財センターでの資料調査等を通して、『日本書紀』斉明紀に記された「伊豫熟田津石湯」の可能性があることを確認した。その他、静岡県史跡走湯温泉跡、和歌山県白浜温泉、佐賀県武雄温泉、大分県別府鉄輪温泉鬼石坊主地獄・別府赤湯泉血の池地獄等の踏査を実施し、現地の現状を把握した。一昨年度作成した開湯または発見の記録が古い温泉リストおよび『日本書紀』『風土記』等の文献から抜き書きした温泉関係の記述に基づいて、本年度もそれらに該当する温泉地およびその周辺の遺跡等の踏査を実施した。踏査の結果、秋田県大湯温泉と大湯環状列石(縄文後期)、同県北秋田市所在の伊勢堂岱遺跡(縄文後期)と付近を流れる湯車川との間に関連性を見出すことができた。また、栃木県鬼怒川温泉については、現状では縄文遺跡との関連性が明確ではないが、踏査の結果、川岸に近い河岸段丘上や東の山裾の扇状地下に未周知の縄文時代遺跡が存在する可能性が極めて高いという印象をもった。

また、温泉地からは、那須岳の秀麗な山容が望まれ、山岳信仰関連の遺跡が存在する可能性も考えられる。鬼怒川温泉の踏査とともに、栃木県矢板市所在の塩釜神社の踏査を実施した。矢板市の西側に塩谷郡塩谷町があり、古くは塩釜神社の西方にあった塩田村・高塩村・玉塩(玉田)村で塩水が採れ、それを用いて製塩が実施されたという。内陸部製塩を考察する上で重要な地域の一つであり、周辺に「塩」を冠する地名が多い点にも留意する必要がある。諏訪市博物館では、かつて藤森栄一が諏訪湖畔の温泉と縄文遺跡の関運性に触れた点を再確認した。古代御牧の一つである長野県松本市所在の埴原牧跡の踏査では、牧の北側に存在する浅間温泉・美ヶ原温泉や南側に存在する崖温泉からはやや距離が離れているという印象をもった。埴原牧推定地内には、東側の山塊を水源として西流する宮入川・大沢という二つの河川があり、これら河川の縁辺に鉱泉の湧水点が想定できないか、今後の課題である。さらに、広島市所在の国史跡「湯ノ山明神旧湯治場」を踏査し、江戸時代の湯屋の構造を把握した。その他、『枕草子』に詠われた「七栗の湯」の比定地の一つである三重県榊原温泉、『万葉集』巻第六に収められた太宰帥大伴旅人の歌にある「次田温泉」の候補地である福岡県脇田温泉・二日市温泉等の踏査を実施し、現地の現状を把握した。なお、中国陜西省西安市臨潼区に所在する華清池の踏査の際に、中国における温泉の考古学的・文献学的研究を推進する陜西省文物局の駱希哲氏と意見交換をする機会を得た。中国古代における温泉利用を勘案すると、7世紀代の天皇による温泉行幸や聖徳太子が道後温泉に石碑を建てたという伝承などは、華清池(宮)の故事に基づくものである可能性も考えられ、日本文化の一つとも言える温泉文化の根源については、東アジア的視点で考察する必要が生じてきた。
ウイルスの病原性と感染制御に関する研究

フィロウイルス(Marburg virus(MARV)およびEbola virus(EBOV))はヒトを含む霊長類に致死的な出血熱を引き起こす。フィロウイルスはその粒子表面に一種類のみ糖蛋白質(GP)を有する。よって、GPはウイルスの粒子形成、感染性、増殖性、組織指向性および宿主特異性、さらには病原性に関与する重要な因子である。それと同時に、中和抗体の唯一の標的であると考えられる。これまでMARVの感染性を効果的に抑制する抗体の報告は無く、抗体によるMARVに対する感染防御メカニズムはほとんど不明であった。昨年度までの研究結果から、MARVのGP特異的モノクローナル抗体であるAGP127-8およびMGP72-17がMARVの感染性を抑制することが明らかとなっていた。そこで、今年度はこれら抗体によるMARVの感染抑制メカニズムの解明を目的として以下の実験を行った。最初に、MARVのGPをまとったシュードタイプ豚水疱性口炎ウイルスを用いてAGPI27-8およびMGP72-17抗体の中和活性を評価した。これら抗体と反応させたウイルスを細胞に接種したところ、感染価の減少は確認されなかったことから、AGP127-8およびMGP72-17抗体は従来の中和活性、すなわちウイルスの細胞侵入を阻害しないことがわかった。一方で、これら抗体のウイルス様粒子(VLP)形成への影響を評価したところ、抗体存在下においてVLPの放出が顕著に抑制されることがわかった。さらに、本物のMARVを用いて同様に試験したところ、AGP127-8およびMGP72-17抗体はMARVの細胞への感染を抑制しないものの、MARVの細胞からの出芽を阻害することがわかった。電子顕微鏡を用いて、出芽阻害抗体存在下におけるVLPおよびVLP産生細胞を形態学的に解析したところ、抗体非存在下ではVLPが細胞から効率よく出芽する一方で、抗体存在下では重度に絡まったVLPが細胞表面に堆積する様子が観察された。また、AGP127-8抗体の抗原結合部位(Fab)のみでVLPの形成は阻害されなかったため、AGPl27-8およびMGP72-17抗体はその分子中に複数の抗原結合部位を有することにより、GP分子間に複雑な架橋を形成し、VLPの凝集を引き起こしたと考えられる。これら抗体はGP1のfurin開裂部位近傍にエピトープを有することから、furin開裂により露出するエピトープを含む領域がMARVの出芽に対して補助的な働きを有する可能性が示唆された。本研究は、従来の中和試験では評価されない抗体もMARV感染における防御免疫に寄与する可能性を示すものである。また、AGPI27-8およびMGP72-17抗体はマールブルグ出血熱に対する抗体治療に応用できる可能性が考えられる。本研究の成績は抗体を用いたフィロウイルスの予防・治療法の開発に対して新たな知見を与えるものである。フィロウイルスはヒトを含む霊長類に非常に重篤な出血熱を引き起こす。フィロウイルスの唯一の表面糖蛋白質であるGPは翻訳後、宿主の全身組織に存在するプロテアーゼであるfurinおよびその類似蛋白質により2つのサブユニットに開裂される。しかし、その生物学的な意義は未だ明らかになっていない。GPはフィロウイルスの病原性に強く関与すると考えられている分子であり、GP開裂の生物学的意義の解明はフィロウイルスの病原性発揮機構を解明する上で重要な知見を与えるものと期待される。まず、エボラウイルス5種およびマールブルグウイルス2株のGP遺伝子をクローニングし、それらGPのfurin認識配列にアミノ酸置換を導入した非開裂性GPを発現するプラスミドを作成した。GP開裂のウイルス感染への関与を検討するために、開裂もしくは非開裂GP発現プラスミドを用いて、豚水庖性口炎ウイルスの表面糖蛋白質の代わりに各フィロウイルスの開裂もしくは非開裂GPをまとったシュードタイプウイルスを作出した。フィロウイルスのGP特異的抗体の中にはウイルスの感染性を増強するものが存在することが知られている。この抗体依存性感染増強現象とGP開裂との関係を検討するために、マールブルグウイルスのウイルス様粒子を免疫したマウスの血清を開裂もしくは非開裂マールブルグウイルスGPシュードタイプウイルスと反応させ、その感染価を比較した。その結果、開裂GPシュードタイプウイルスでは非免疫マウス血清反応時と比較して、およそ12倍の感染価の増強が観察された一方で、非開裂GPシュードタイプウイルスの感染価は全く増強されなかった。この成績はGP開裂が抗体依存性感染増強現象に関与することを示唆するものである。GPのfurin認識配列はこれまで知られている全てのフィロウイルスのGPに高度に保存されていることから、GP特異的抗体による感染増強現象がフィロウイルスの生活環において何らかの重要性を有する可能性が考えられる。フィロウイルスはヒトを含む霊長類に致死的な出血熱を引き起こす。GPはフィロウイルスの病原性に強く関与すると考えられており、GP開裂の生物学的意義の解明はフィロウイルスの病原性発揮機構を解明する上で重要な知見を与えるものと期待される。GP特異的抗体の中には、フィロウイルスの感染性を増強する性質をもつものが存在することが報告されている。

豚水疱性口炎ウイルス(VSV)のシュードタイプシステムを用いた昨年度までの実験結果から、マールブルグウイルス(MARV)においてGPのfurinによる開裂がこの抗体依存性感染増強現象(ADE)に関与するということが示唆された。本年度の研究により、エボラウイルスにおいても非開裂性のGPを有するウイルスではADEが起きにくいことがわかった。フィロウイルスの感染におけるADEの意義については未だ議論が続いているが、GPの開裂が、抗体を有するもしくは産生しつつある宿主におけるフィロウイルスの感染成立および増殖に重要な役割を果たす可能性が考えられる。また、MARVのGP遺伝子をコードした組換えVSVを用いて、中和抗体(M72-17およびAGP127-8)からのエスケープ変異株を樹立した。これらのウイルスが有するGPのアミノ酸配列を決定したところ、furin認識配列に変異が入っていることがわかった。ウイルスが中和抗体の圧力から逃れるメカニズムとして、そのエピトープにアミノ酸変異が入り抗体の結合能が失われることが一般的であるが、M72-17およびAGP127-8からのエスケープ変異株はfurinによるGPの開裂性を失うことでGPの構造が変わり、エピトープを抗体から隠しているものと考えられる。このような機序による中和抗体からのエスケープはこれまでに報告がなく、MARVにユニークな現象であるといえる。フィロウイルス(Marburg virus(MARV)およびEbola virus(EBOV))はヒトを含む霊長類に致死的な出血熱を引き起こす。フィロウイルスはその粒子表面に一種類のみ糖蛋白質(GP)を有する。よって、GPはウイルスの粒子形成、感染性、増殖性、組織指向性および宿主特異性、さらには病原性に関与する重要な因子である。それと同時に、中和抗体の唯一の標的であると考えられる。これまでMARVの感染性を効果的に抑制する抗体の報告は無く、抗体によるMARVに対する感染防御メカニズムはほとんど不明であった。昨年度までの研究結果から、MARVのGP特異的モノクローナル抗体であるAGP127-8およびMGP72-17がMARVの感染性を抑制することが明らかとなっていた。そこで、今年度はこれら抗体によるMARVの感染抑制メカニズムの解明を目的として以下の実験を行った。最初に、MARVのGPをまとったシュードタイプ豚水疱性口炎ウイルスを用いてAGPI27-8およびMGP72-17抗体の中和活性を評価した。これら抗体と反応させたウイルスを細胞に接種したところ、感染価の減少は確認されなかったことから、AGP127-8およびMGP72-17抗体は従来の中和活性、すなわちウイルスの細胞侵入を阻害しないことがわかった。一方で、これら抗体のウイルス様粒子(VLP)形成への影響を評価したところ、抗体存在下においてVLPの放出が顕著に抑制されることがわかった。さらに、本物のMARVを用いて同様に試験したところ、AGP127-8およびMGP72-17抗体はMARVの細胞への感染を抑制しないものの、MARVの細胞からの出芽を阻害することがわかった。
位相安定化レーザーによって誘起されたキラル分子からのマイクロ波輻射の位相敏感検出

本研究は位相安定化レーザーやマイクロ波によって誘起されたキラル分子からのマイクロ波輻射を位相敏感検出する分光法の開発として、以下の研究をおこなった。1)2色の単一モードcw-IRレーザーを光源とする誘導ラマン過程を用い、CH4分子の振動回転準位の共鳴信号の検出に成功した。2)位相敏感MW検出部としては150 GHz帯のSISミキサーを導入し、位相検出能力を確認・評価した。3)Chirped FTMW分光装置を用いてキラル分子であるS2Cl2分子のミリ波帯での発光分光をおこない、分子定数を決定した。4)またS2Cl2分子のFID測定によって、オルトーパラ遷移を世界で初めて観測することに成功した。本研究は「位相安定化レーザーによって誘起されたキラル分子からのマイクロ波輻射の位相敏感検出」と題して、光コムに位相安定化した複数のレーザー光源を用いた分子の誘導ラマン過程によって発生するマイクロ波を、量子限界の検出感度を有する超伝導(SIS)ミキサーを用いて位相敏感検出することのできる実験室分光システムを開発し、誘導ラマン過程を用いたキラル分子の振動・回転状態の量子位相を制御によって、光学異性体を分離してモニターする手段を確立するために、以下の課題に取り組んだ。1)誘導ラマン過程に用いる2色の赤外レーザー光源として、2台の量子井戸半導体レーザー:QCLをシーダー光をファイバーアンプ増幅し、1個のOPO結晶を励起し、signal光を共通とすることによって、波長可変の2色のidle光を発生させることにも成功した。これらの赤外光を使って、CH4分子のv3バンドの振動回転準位の2重共鳴分光を試み、サブドップラー幅の共鳴信号の検出に成功した。これによって、コヒーレントなサブミリ波の発生のための第1段階を達成した。2)位相敏感検出を可能とするマイクロ波検出部として、国立天文台の協力を得て150 GHz帯のSISミキサーを導入した。このSISミキサー素子をT=4Kの液体Heクライオスタット内にマウントし、Local光としては現有の位相安定化したミリ波光源を用いたヘロダイン検出システムを構築した。IFの信号帯域は1-2 GHzとし、10Kステージ上のHEMTアンプで増幅後、外部に取り出し、さらにdownconversion後、実時間スペクトラムアナライザーで処理し、結果をPCに取り込むようにした。位相検出の評価実験のために、位相安定化した2台のGun発振器を光源とする150 GHzの疑似信号光源を準備し、そのビート信号をヘテロダイン検出し、相対位相の検出能力を確認・評価した。本研究の推進には国立天文台(三鷹)との協力体制をつくりのSISミキサー開発グループの全面的支援を得ることができたことが大きい。SISミキサーの取り扱い技術についても、本実験を担当する大学院院生共々、天文台職員の方からの直接指導をうけることができた。また、実験結果ついての研究打ち合わせを通して、多くの知見を得ることができた。本研究は「位相安定化レーザーによって誘起されたキラル分子からのマイクロ波輻射の位相敏感検出」と題して、コヒーレントな電磁波を照射することによって回転励起状態となったキラル分子からの発光スペクトルを検出することを目的とし、以下のような成果を得た。1)分子の回転状態をコヒーレントに励起する手段として、2色の赤外レーザー光源とする誘導ラマン光源を開発した。2台の波長可変半導体レーザーをSeeder光とし、ファイバーアンプで20Wまで増幅後、signal光を共通とするパラメトリック過程を用いることによって、2色の波長可変のidle光を発生させることに成功した。この光源を用いてCH4分子のν3バンドの振動回転準位の2重共鳴分光でサブドップラー幅の共鳴信号の検出に成功した。これによってマイクロ波発生のための誘導ラマン光源の基盤技術を確立した。位相検出の評価実験のために、位相安定化した2台のGunn発振器を光源とする150 GHzの疑似信号光源を準備し、そのビート信号をヘテロダイン検出することによって、本検出部の相対位相の検出能力を評価した。3)キラル分子としてS2Cl2分子を選択し、チャープドマイクロ波励起による分子からのマイクロ波発光を検出し、75110GHzの全領域で回転スペクトルの測定し、解析を行った。4)これまで観測してきたスペクトルの解析結果を使って、禁制遷移とされているオルトーパラ状態間のスペクトルを予想し、フーリエ変換型のマイクロ分光システムを用いて検出することに世界で初めて成功した。

当初の予定では、マイクロ波の帯域をサブミリ波の600GHzとしていたが、天文台との議論を進めていて行く中で、まずは150GHzから研究を開始することとした。分子のマイクロ発光の強度は周波数の3乗に比例することを考慮すると、当初の600GHzとし64倍の信号強度の増加を狙うことも検討する。Physical reviewletter誌のEditors' Suggestion、および、アメリカ物理学協会のシノプシスとして選出された。分子分光学本研究の主力装置であるSISミキサーの導入に関して、国立天文台からの全面的な協力が得られたため、購入予定費用が軽減されたため。SISミキサーを暫定的な150GHz帯から、本来の600GHzに変更に伴うマウント、ホーン、アイソレーター、低温アンプの購入費用とする。