神経科学で用いられるデータ解析手法の分野横断的な活用事例として，材料科学，特に

実験での事例を紹介する．中性子散乱実験は応用範囲が広く，様々な対象の研究に用いられている．近年の技術革新により，高効率に大容量の実験データを得られるようになった．データは，エネルギーと運動量で表される4次元空間中の点群として得られ，解析のためにこれをヒストグラム化する必要がある．従来は目視でのヒストグラム化が行われていたが，人的コストや処理の恣意性が問題となるため，多次元ビン幅最適化手法が提案された．これは，発火率推定に用いられるビン幅最適化手法の多次元化と，計算量削減のための工夫によって構成されている．本稿ではそれらの詳細について述べる．

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Li₂AMo₃O₈ (A = In or Sc) is a molecular based spin-1/2 triangular lattice system where spin-1/2 Mo₃O₁₃ clusters in place of Mo ions form the uniform triangular lattice. Their ground states are different according to the A site. Li₂InMo₃O₈ undergoes conventional 120° long-range magnetic order below T_N = 12 K whereas isomorphic Li₂ScMo₃O₈ exhibits no long-range magnetic order down to 0.5 K. Here, we report exotic magnetisms in Li₂InMo₃O₈ and Li₂ScMo₃O₈ investigated by inelastic neutron scattering (INS) using polycrystalline samples. Li₂InMo₃O₈ and Li₂ScMo₃O₈ show completely different INS spectra, representing their different ground states. Li₂InMo₃O₈ exhibits spin wave excitation which is quantitatively described by the nearest neighbor anisotropic Heisenberg model based on the 120° spin structure. In contrast, Li₂ScMo₃O₈ undergoes short-range magnetic order below 4 K with quantum-spin-liquid-like magnetic fluctuations down to the base temperature. Origin of the different ground states is discussed in terms of anisotropies of crystal structures and magnetic interactions.

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アンダードープ 領域のBa_{1-x}K_{x}Fe_{2}As_{2} (x = 0.25)に対する

の結果について報告する。鉄系超伝導体の超伝導状態で見られる顕著な応答として、磁気シグナルの増大、所謂、レゾナンスの存在が挙げられる。今回我々は同試料においてエネルギーの異なる2種類のレゾナンスを観測した。講演ではその起源について議論する。

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Ce_0.7_La_0.3_B_6_の反強八極子秩序状態での低エネルギー磁気励起を微視的に調べるため、単結晶試料の極低温

実験をJ-PARCで行なった。反強八極子秩序状態での揺らぎは、これまでに報告されているCeB_6_の反強四極子秩序及び反強磁性秩序での磁気揺らぎとは異なっていることがわかった。その結果について報告する。

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We have studied magnetic excitations of the effective spin S = 1/2 dimerized magnet Ba₂CoSi₂O₆Cl₂ directly via inelastic neutron scattering experiments. Observed five types of magnetic excitations are all dispersionless within the resolution limits. Unexpected observation is that the three low-lying excitations exhibit different Q dependencies of scattering intensities. Detailed analysis has demonstrated that Ba₂CoSi₂O₆Cl₂ is a two-dimensional spin dimer system where the triplet excitations are localized owing to the almost perfect frustration of the interdimer exchange interactions and the undimerized spins produced by vacancies in the crystals, even in small concentration, have an essential effect on the excitation spectra.

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Ba_2_CoSi_2_O_6_Cl_2_は我々の研究室で開拓したS=1/2スピンダイマー磁性体である。強磁場磁化過程及び比熱測定の結果から、ダイマー間相互作用にほぼ完全なフラストレーションが存在すると考えられる。今回我々は、本物質の詳細な磁気励起を明らかにするために分光器AMATERASを用いた

測定を行った。講演では、観測されたフラットな励起モードの起源について議論する。

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空間反転対称性の破れたCeTX_3_系では、異常な超伝導特性を示すものがあり、そのような異常物性に対するRashba型の反対称スピン軌道相互作用の影響に興味が持たれている。我々は、これらの系の磁性に注目し、最近、CePtSi_3_の結晶場状態を決定すべく、

実験によって結晶場励起の観測を行った。発表では、CePtSi_3_に対して行った実験結果を示し、前回報告したPd系の結晶場状態と比較する。また、他のCeTX_3_系との違いも議論したい。

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We investigate incommensurate magnetic fluctuations in Sr₂RuO₄ by inelastic neutron scattering using the chopper spectrometer AMATERAS. Below T_c, we found the spin resonance at Q = (0.3, 0.3, 0.5) with energy of the superconducting gap 2Δ. This result strongly indicates that the superconducting gap of Sr₂RuO₄ has horizontal line nodes.

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梯子型鉄系化合物は、Fe 原子が1次元的な梯子格子を形成している、鉄系超伝導体に対する低次元類似物質として近年注目を浴びている。特にBaFe2Se3 は、鉄系超伝導体の245系の√5 x √5 型と呼ばれる、秩序的なFe欠損を持つ相に見られるブロック型磁気構造と類似したユニークな磁気構造を持つ。今回我々はBaFe2Se3 の単結晶に対して

を行った。講演ではその結果を示し、鉄系超伝導体との比較を行い、議論する予定である。

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今回我々はS=1/2 TLHAFの良いモデル物質であるBa3CoSb2O9の

実験を行った。K点近傍の低エネルギー励起の分散が線形スピン波理論と一致する、M点においてロトン的な極小が現れる、更に高エネルギー領域における励起エネルギーの負の再規格化が起こるなど、理論と定性的に一致する振る舞いが観測された。一方、1.5 meV以上に理論で説明できない8 meV程度 まで及ぶ連続励起が観測された。講演ではこれらの結果について議論する。

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表題物質はCo2+の有効スピン1/2による三角格子量子ハイゼンベルクモデルのほぼ理想的な実現例として注目されている。ゼロ磁場では120度構造で秩序化し、磁場中では1/3磁化プラトーをはじめ種々の量子相が実現する。前回学会でのゼロ磁場における動的性質の発表に引き続いて、1/3磁化プラトー相における動的性質について、共同研究グループの

と非線形スピン波理論の解析結果が非常に良い一致を得たことを発表する。

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空間反転対称性の破れた重い電子化合物CeRhSi3と類似系のCePdAl3の磁性に注目している。これまでに2件ほどの報告があるが、報告されている結晶構造が異なっており、低温の性質もよくわかっていない。実際に作ってみると、熱処理条件によって構造が変化する可能性があることがわかった。また結晶場状態を明らかにするために、

実験を行った。発表では、中性子散乱実験と比熱測定の結果と合わせて、CePdAl3の結晶場状態を議論する。

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充塡スクッテルダイトPrFe_4_P_12_の多重項状態を微視的に調べるため、入射エネルギー700meVまでの高エネルギー中性子を利用した

実験をJ-PARCで行なった。Prの^3^H_4_ → ^3^H_5_多重項励起エネルギーは充塡スクッテルダイトにおいても自由Prイオンの値(260meV)と比較して大きな違いは見られなかった。しかし、多重項励起からは説明することが難しいエネルギー領域(350meV, 420meV)において非弾性ピークが観測された。これらの結果について報告する。

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低速中性子は，物質中の原子・分子運動のエネルギーと同じ程度のエネルギーを有するため，散乱過程においてエネルギーのやり取り・すなわち非弾性・準弾性散乱が起こる。高分子を含むソフトマターは，分子が持つ自由度故に非常に広い時間・空間スケールにおいてダイナミクスが構造と同様に階層的に存在する。しかしながら小角散乱などにより行われる構造解析と比較すると，ソフトマター系における中性子によるダイナミクス測定はそれほど活発に行われていない。ソフトマターの機能・物性を十分に理解するためには構造のみならずダイナミクスを調べることが必要不可欠である。本稿においては，主に固体状態の高分子のダイナミクスに注目して，(1)低エネルギー励起，(2)結晶弾性率の評価，(3)局所緩和過程“速い過程”，(4)ガス透過と局所的ダイナミクスとの相関の4点を選び解説した。

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Recently it is well known that the physical properties of polymer thin film are quite different from those of bulk state. Among them glass transition temperature (T_g) of polymer thin film is most extensively studied because T_g is directly related to the thermal stability of polymer thin film in itself, however the detailed mechanism of T_g in thin film is still lacking. In order to overcome such a situation we tried to study the dynamics of polymer thin film by neutron scattering. We found that the low mobility interfacial layer was related to the decrease of mobility with decreasing film thickness by the inelastic neutron scattering studies. From the neutron reflectivity measurements we observed the distribution of T_g in thin film. The dynamic heterogeneity is the essential idea to understand the singular physical properties of polymer thin film.

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Since the discovery of high-T_c superconductor MgB₂ by our group, a large number of experimental and theoretical works has been performed. The superconductivity in this simple binary alloy is essentially explained within a framework of BCS theory from both sides. It is considered that the high-T_c superconductivity at 40 K in MgB₂ is caused by the metallic nature of the two dimensional sheets formed by B atoms and the presence of strong electron-phonon interactions which together with the high vibrational frequencies of the light B atoms ensure a high transition temperature. The main problems in this stage are the possibility in application of MgB₂ and whether high-T_c superconductors exist in boride and carbide systems. In this paper, we review the physical properties of MgB₂ which has been cleared until now.

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The pressure-induced quantum phase transition in the quantum magnet CsFeCl₃ has been studied by means of neutron scattering technique under pressures. Neutron diffraction evidences a pressure-induced magnetic long-range order and identifies a realization of the 120º structure with a magnetic propagation vector k_mag = (1/3,1/3,0). The evaluated critical exponent of the order parameter suggests that CsFeCl₃ belongs to the universality class of U(1)×Z₂ symmetry. Inelastic neutron scattering demonstrates softening of the magnetic excitation by applying pressures. In the ordered phase, an excitation with a minimum energy of 0.6 meV is observed in addition to a gapless excitation. Calculation of the spin spectrum reveals that the excitation having the minimum energy of 0.6 meV corresponds to the non-trivial mixed mode of the transverse and longitudinal fluctuations.

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