A Linear-Logical Reconstruction of Intuitionistic Modal Logic S4

We propose a modal linear logic to reformulate intuitionistic modal logic S4 (IS4) in terms of linear logic, establishing an S4-version of Girard translation from IS4 to it. While the Girard translation from intuitionistic logic to linear logic is well-known, its extension to modal logic is non-trivial since a naive combination of the S4 modality and the exponential modality causes an undesirable interaction between the two modalities. To solve the problem, we introduce an extension of intuitionistic multiplicative exponential linear logic with a modality combining the S4 modality and the exponential modality, and show that it admits a sound translation from IS4. Through the Curry-Howard correspondence we further obtain a Geometry of Interaction Machine semantics of the modal lambda-calculus by Pfenning and Davies for staged computation

農場環境での薬剤耐性菌・耐性遺伝子の拡散におけるハエの役割

抗菌薬は細菌性感染症の治療のためにヒト医療及び獣医療において広く用いられ、多くの命を救ってきた。しかし、薬剤耐性菌の出現・拡散に伴い、薬剤耐性菌は世界的な公衆衛生学上の問題となっている。一方で、新規抗菌薬の開発は停滞している。このため、既存抗菌薬の有用性を保ち、薬剤耐性菌の出現・拡散を制御するため、抗菌薬の適切な使用と衛生管理の徹底などが行われている。家畜由来薬剤耐性菌は様々な経路を介して伝播・散することが考えられているが、ヒトへの食品を介した伝播経路に関する研究が主であった。これに加え、環境を介した伝播・拡散経路も重要な因子であることが指摘されている。また、薬剤耐性菌は薬剤耐性遺伝子の受け渡しにより、新たな薬剤耐性菌を生み出すことがあり、薬剤耐性遺伝子の伝播・拡散についても重要視される。本研究では、家畜由来薬剤耐性菌の環境を介した伝播・拡散経路を解明するため、衛生昆虫（特にハエ）に着目し、農場環境中における薬剤耐性菌の伝播・拡散におけるハエの役割を明らかにすることを目標とした。まず、第1章では、農場内に存在するハエの薬剤耐性菌の保有状況と保有薬剤耐性菌の由来を明らかにするため、農場においてハエ及び家畜糞便を採取し、薬剤耐性菌を分離し、菌性状及びその近縁性を解析した。次に第2章では、薬剤耐性遺伝子の拡散におけるハエの役割を明らかにするため、実験室内において、ハエ腸管内における薬剤耐性遺伝子の水平伝達試験を行った。最後に第3章では、薬剤耐性菌の維持におけるハエの役割を明らかにするため、ハエの発育環における薬剤耐性菌・耐性遺伝子の検出と鶏への薬剤耐性菌保有ウジの投与試験を行った。第1章の農場における野外調査により、農場で捕まえたハエが保有する薬剤耐性菌の由来を明らかにした。薬剤耐性菌の指標細菌である大腸菌は、糞食性のハエ（イエバエとオオイエバエ）から分離されたが、吸血性のハエ（サシバエ）からは分離されなかった。また、糞食性のハエからは、ウシ糞便から分離された菌株と近縁なextended-spectrum beta-lactamase 産生セファロスポリン耐性大腸菌が複数分離された。本研究において、糞食性のハエが家畜由来extended-spectrum beta-lactamase 産生セファロスポリン耐性大腸菌を保有していることを初めて報告し、家畜由来薬剤耐性菌の環境中のベクターとなっていることを示した。第2章の実験室内におけるハエへの薬剤耐性大腸菌を用いた感染実験では、薬剤耐性菌・耐性遺伝子の拡散におけるハエの役割をより明確にした。イエバエ腸管内において薬剤耐性大腸菌が保有するプラスミド性の薬剤耐性遺伝子の水平伝達を確認した。また、水平伝達はイエバエ腸管内の異なる菌種の細菌へも伝達し、これらの菌種は、ヒト医療において日和見感染症の原因細菌となるものも含まれていた。今回の結果からハエは薬剤耐性菌を運ぶ機械的ベクターであるのみならず、腸管内において薬剤耐性遺伝子の水平伝達により、新たな薬剤耐性菌を発生させ得る生物学的ベクターとなる可能性を証明した。第3章では、農場環境における薬剤耐性菌維持におけるハエの役割を明らかにした。まず、薬剤耐性大腸菌は成虫のイエバエから次世代まで発育環を通し維持され、薬剤耐性遺伝子もハエの腸内細菌叢内で一定量維持され続けた。その後、薬剤耐性大腸菌を保有したウジを30 日齢の鶏へ経口投与したところ、46 日齢（出荷日齢付近）まで維持され続けた。これらの結果はハエが発育環を通し薬剤耐性・耐性遺伝子のレゼルボアとなり、農場環境において薬剤耐性菌が維持されることに関与していることを示した。以上のことから、ハエは生物学的ベクターとして薬剤耐性菌を伝播すると共に、レゼルボアとして薬剤耐性菌を発育環で維持することを明らかにした。これまで、薬剤耐性菌を含む病原体の衛生昆虫からの報告はあるが、衛生昆虫が多く存在する畜舎環境におけるハエを介した拡散経路に着目した研究は今回が初めてである。本研究の結果は畜舎環境における薬剤耐性菌の拡散・維持における衛生昆虫の役割の重要性を明らかにし、微生物の制御において昆虫の防除を含む衛生環境の改善の重要性を示した。したがって、本研究はこれまでの薬剤耐性菌に対して新規抗菌薬での対応に加え、伝播経路を遮断するという新たな視点での対策の有用な知見を提供することができた。酪農学園大

Elastic constant of dielectric nano-thin films using three-layer resonance studied by picosecond ultrasonics

Elastic constants and sound velocities of nm order thin films are essential for designing acoustic filters. However, it is difficult to measure them for dielectric thin films. In this study, we use a three-layer structure where a dielectric nano-thin film is sandwiched between thicker metallic films to measure the longitudinal elastic constant of the dielectric film. We propose an efficiency function to estimate the optimal thicknesses of the components. We use Pt/NiO/Pt three-layer films for confirming our proposed method. The determined elastic constant of NiO deposited at room temperature is smaller than the bulk value by ∼40%. However, it approaches the bulk value as the deposition temperature increases. We also reveal that the uncertainty of the elastic constant of the Pt film insignificantly affects the accuracy of the determined elastic constant of NiO in this structure.This is the Accepted Manuscript version of an article accepted for publication in Japanese Journal of Applied Physics. IOP Publishing Ltd are not responsible for any errors or omissions in this version of the manuscript or any version derived from it. The Version of Record is available online at https://doi.org/10.35848/1347-4065/abec5a

Interaction Potential for Vibrational-Translational Energy Transfer in Collision between I₂ and Ar

In order to determine the interaction potential parameters for vibrational-translational energy transfer collision between Ar and I₂ excitedby 5145Å line of an Ar⁺ laser, the three dimensional model of Hansen and Pearson is compared with the experimental results of laser induced fluorescence obtained by the method of Steinfeld et al.. In the model, the interaction potential is assumed to be a linear superposition of exponential repulsions between atomic centers and determined by two parameters, i.e., scale size and characteristic length. These are determined to be 0.14 eV and 0.25Å, respectively, from comparison of the theoretical rate coefficient for the energy transfer with the experimental one relative to their dependence on gas temperature

Development of Liquid Scintillator containing a Zirconium Complex for Neutrinoless Double Beta Decay Experiment

An organic liquid scintillator containing a zirconium complex has been developed for a new neutrinoless double beta decay experiment. In order to produce a detector that has good energy resolution (4% at 2.5 MeV) and low background (0.1 counts/(tonne・year) and that can monitor tonnes of target isotope, we chose a zirconium β-diketone complex having high solubility (over 10 wt.%) in anisole. However, the absorption peak of the diketone ligand overlaps with the luminescence of anisole. Therefore, the light yield of the liquid scintillator decreases in proportion to the concentration of the complex. To avoid this problem, we synthesized a β-keto ester complex introducing -OC3H7 or -OC2H5 substituent groups in the β-diketone ligand, and a diethyl malonate complex. Those shifted the absorption peak to around 245nm and 210nm, respectively, which are shorter than the emission peak of anisole (275nm). However, the shift of the absorption peak depends on the the scintillation solvent. Therefore we have to choose an adequate solvent for the liquid scintillator. The best performance will be obtained by pure anisole scintillator containing a tetrakis diethyl malonate zirconium. We also synthesized a Zr-ODZ complex, which has a high quantum yield (30%) and good emission wavelength (425nm) with a solubility 5 wt.% in benzonitrile. However, the absorption peak of the Zr-ODZ complex was around 240 nm. Therefore, it is better to use the scintillation solvent which has shorter luminescence wavelength than that of benzonitrile