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論文

Unique deformation behavior of ultrafine-grained 304 stainless steel at 20 K

Mao, W.*; Gong, W.; 川崎 卓郎; Gao, S.*; 伊東 達矢; 山下 享介*; Harjo, S.; Zhao, L.*; Wang, Q.*

Scripta Materialia, 264, p.116726_1 - 116726_6, 2025/07

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2025.116726
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Nanoscience & Nanotechnology)

An ultrafine-grained 304 austenitic stainless steel exhibited pronounced serrated Luders deformation at 20 K, with stress and temperature oscillations reaching 200 MPa and 20 K. ${it In-situ}$ neutron diffraction and digital image correlation revealed discontinuous Luders band propagation and burst martensite formation. During deformation, austenite phase stress remained lower than at upper yielding, indicating elastic behavior. Notably, martensite phase stress stayed lower than austenite until fracture, likely due to stress relaxation from burst martensitic transformation at 20 K. The low martensite stress delayed brittle fracture until austenite plastically yielded during uniform deformation.

論文

A Predicted CRISPR-mediated symbiosis between uncultivated archaea

Esser, S. P.*; Rahlff, J.*; Zhao, W.*; Predl, M.*; Plewka, J.*; Sures, K.*; Wimmer, F.*; Lee, J.*; Adam, P. S.*; McGonigle, J.*; et al.

Nature Microbiology (Internet), 8(9), p.1619 - 1633, 2023/09

https://doi.org/10.1038/s41564-023-01439-2
 被引用回数：9 パーセンタイル：74.53(Microbiology)

CRISPR-Cas systems defend prokaryotic cells from viruses, plasmids, and other mobile genetic elements. Capitalizing on multi-omics approaches, we show here that the CRISPR-Cas systems of uncultivated archaea also play an integral role in mitigating potentially detrimental interactions with episymbionts. A comprehensive analysis of CRISPR-Cas-based infection histories revealed that uncultivated deep-subsurface archaeal primary-producers defend themselves from archaeal episymbionts of the DPANN superphylum of archaea, some of which are known to fuse their membranes with their host. We show that host cells counter these attacks by deploying one of two CRISPR-Cas systems (type I-B and type III-A) to target and disrupt essential genes in the episymbiont. However, genome-scale modeling of metabolic interactions between two deep subsurface host-symbiont systems revealed that host cells also benefit from the symbionts via metabolic complementation. We speculate that populations of these uncultivated archaeal episymbionts are currently transitioning from a parasitic lifestyle to one of mutualism, as must have occurred in countless mutualistic systems known today. By expanding our analysis to thousands of archaeal genomes, we conclude that CRISPR-Cas mediated resistance to archaeal episymbiosis evolved independently in various archaeal lineages and may be a wide-spread evolutionary phenomenon.

論文

Two-step Mott transition in Ni(S,Se)$$_2$$; $$mu$$SR studies and charge-spin percolation model

Sheng, Q.*; 金子 竜也*; Yamakawa, Kohtaro*; Guguchia, Z.*; Gong, Z.*; Zhao, G.*; Dai, G.*; Jin, C.*; Guo, S.*; Fu, L.*; et al.

Physical Review Research (Internet), 4(3), p.033172_1 - 033172_14, 2022/09

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.033172

A pyrite system NiS$$_{2-x}$$Se$$_x$$ exhibits a bandwidth controlled Mott transition via (S,Se) substitutions in a two-step process: the antiferromagnetic insulator (AFI) to antiferromagnetic metal (AFM) transition at $$xsim$$0.45 followed by the AFM to paramagnetic metal (PMM) transition at $$xsim$$1.0. Among a few other Mott systems which exhibit similar two-step transitions, Ni(S,Se)$$_2$$ is of particular interest because a large intermediate AFM region in the phase diagram would provide unique opportunities to study the interplay between the spin and charge order. By comparing and combining our muon spin relaxation studies and previous neutron scattering studies, here we propose a picture where the spin order is maintained by the percolation of "nonmetallic" localized and dangling Ni moments surrounded by S, while the charge transition from AFI to AFM is caused by the percolation of the conducting paths generated by the Ni-Se-Ni bonds.

論文

Evidence for strong correlations at finite temperatures in the dimerized magnet Na$$_{2}$$Cu$$_{2}$$TeO$$_{6}$$

Shangguan, Y.*; Bao, S.*; Dong, Z.-Y.*; Cai, Z.*; Wang, W.*; Huang, Z.*; Ma, Z.*; Liao, J.*; Zhao, X.*; 梶本 亮一; et al.

Physical Review B, 104(22), p.224430_1 - 224430_8, 2021/12

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.104.224430
 被引用回数：2 パーセンタイル：10.46(Materials Science, Multidisciplinary)

Dimerized magnets forming alternating Heisenberg chains exhibit quantum coherence and entanglement and thus can find potential applications in quantum information and computation. However, magnetic systems typically undergo thermal decoherence at finite temperatures. Here, we show inelastic neutron scattering results on an alternating antiferromagnetic-ferromagnetic chain compound Na$$_{2}$$Cu$$_{2}$$TeO$$_{6}$$ that the excited quasiparticles can counter thermal decoherence and maintain strong correlations at elevated temperatures. At low temperatures, we observe clear dispersive singlet-triplet excitations arising from the dimers formed along the crystalline $$b$$-axis. The excitation gap is of $$sim$$18 meV and the bandwidth is about half of the gap. The band top energy has a weak modulation along the [100] direction, indicative of a small interchain coupling. The gap increases while the bandwidth decreases with increasing temperature, leading to a strong reduction in the available phase space for the triplons. As a result, the Lorentzian-type energy broadening becomes highly asymmetric as the temperature is raised. These results are associated with a strongly correlated state resulting from hard-core constraint and quasiparticle interactions. We consider these results to be not only evidence for strong correlations at finite temperatures in Na$$_{2}$$Cu$$_{2}$$TeO$$_{6}$$, but also for the universality of the strongly correlated state in a broad range of quantum magnetic systems.

論文

Coordination number regulation of molybdenum single-atom nanozyme peroxidase-like specificity

Wang, Y.*; Jia, G.*; Cui, X.*; Zhao, X.*; Zhang, Q.*; Gu, L.*; Zheng, L.*; Li, L. H.*; Wu, Q.*; Singh, D. J.*; et al.

Chem, 7(2), p.436 - 449, 2021/02

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2020.10.023
 被引用回数：297 パーセンタイル：99.75(Chemistry, Multidisciplinary)

Nanozymes are promising alternatives to natural enzymes, but their use remains limited owing to poor specificity. Overcoming this is extremely challenging due to the intrinsic structural complexity of these systems. We report theoretical design and experimental realization of a series of heterogeneous molybdenum single-atom nanozymes (named Mo$$_{rm{SA}}$$-N$$_{x}$$-C), wherein we find that the peroxidase-like specificity is well regulated by the coordination numbers of single Mo sites. The resulting Mo$$_{rm{SA}}$$-N$$_{3}$$-C catalyst shows exclusive peroxidase-like behavior. It achieves this behavior via a homolytic pathway, whereas Mo$$_{rm{SA}}$$-N$$_{2}$$-C and Mo$$_{rm{SA}}$$-N$$_{4}$$-C catalysts have a different heterolytic pathway. The mechanism of this coordination-number-dependent enzymatic specificity is attributed to geometrical structure differences and orientation relationships of the frontier molecular orbitals.

論文

Nature of dynamic ferrite transformation revealed by ${it in-situ}$ neutron diffraction analysis during thermomechanical processing

柴田 曉伸*; 竹田 泰成*; Park, N.*; Zhao, L.*; Harjo, S.; 川崎 卓郎; Gong, W.*; 辻 伸泰*

Scripta Materialia, 165, p.44 - 49, 2019/05

https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2019.02.017
 被引用回数：41 パーセンタイル：85.12(Nanoscience & Nanotechnology)

Nowadays, a new concept of process utilizing dynamic ferrite transformation, which can achieve ultrafine-grained structure with a mean grain size of approximately 1$$mu$$m, has been proposed. This paper reports transformation mode of dynamic ferrite transformation and formation mechanism of ultrafine-grained structure revealed by our novel technique of ${it in-situ}$ neutron diffraction analysis during thermomechanical processing. Dynamic ferrite transformation occurs in a diffusional manner, whose partitioning behavior changes from para- to ortho-equilibrium with the progress of transformation. Moreover, we propose that dynamic recrystallization of dynamically-transformed ferrite is the main mechanism for the formation of ultrafine-grained structure.

論文

Coherent control of single spins in silicon carbide at room temperature

Widmann, M.*; Lee, S.-Y.*; Rendler, T.*; Son, N. T.*; Fedder, H.*; Paik, S.*; Yang, L.-P.*; Zhao, N.*; Yang, S.*; Booker, I.*; et al.

Nature Materials, 14(2), p.164 - 168, 2015/02

https://doi.org/10.1038/nmat4145
 被引用回数：508 パーセンタイル：99.58(Chemistry, Physical)

Single silicon vacancy (V$$_{Si}$$) in silicon carbide (SiC) was studied from the point of view of single photon source for quantum computing. The V$$_{Si}$$ centers were created in high purity semi-insulating hexagonal (4H)-SiC by 2 MeV electron irradiation with fluences up to 5$$times$$10$$^{15}$$ /cm$$^{2}$$. No subsequent annealing was carried out. A couple of solid immersion lens (SIL) with 20 $$mu$$m diameter were created on samples by ion milling using 40 keV Ga focused ion beam. A typical home-built confocal setup was used after optimizing for emission in the wavelength range around 900 nm. As a result, optically detected electron spin resonance (ODMR) for V$$_{Si}$$ was observed at room temperature (RT). Using ODMR, Rabi oscillations were also observed, and the Rabi frequency increased with increasing applied-magnetic field. In addition, spin relaxation time T$$_{1}$$ and T$$_{2}$$ were detected to be 500 $$mu$$s and 160 $$mu$$s, respectively.

論文

Spatio-temporal evolution of the L$$rightarrow$$H and H$$rightarrow$$L transitions

三木 一弘; Diamond, P. H.*; Fedorczak, N.*; G$"u$rcan, $"O$. D.*; Malkov, M.*; Lee, C.*; 小菅 祐輔*; Tynan, G. R.*; Xu, G. S.*; Estrada, T.*; et al.

Nuclear Fusion, 53(7), p.073044_1 - 073044_10, 2013/07

https://doi.org/10.1088/0029-5515/53/7/073044
 被引用回数：26 パーセンタイル：71.99(Physics, Fluids & Plasmas)

L$$rightarrow$$H, H$$rightarrow$$L遷移の理解はITER運用の成否に重要である。この論文で我々は新たな理論モデル研究を紹介して、遷移の時空間ダイナミクスを調べる。ここで帯状流の役割、そしてダイナミクスと輸送しきい値の間にあるマクロとミクロの接続について強調する。モデルは5場で、簡略化された座標系で、時間と1次元の空間発展を解く。この論文の内容は次の通りである。(a)モデルの基礎方程式とL$$rightarrow$$I$$rightarrow$$H遷移の時空間発展、(b)$$nabla$$Bドリフトの非対称性で輸送しきい値が変化することの物理的な説明、(c)熱雪崩現象がL$$rightarrow$$I$$rightarrow$$H遷移のしきい値変位に与える影響、(d)H$$rightarrow$$L逆遷移のダイナミクスとヒステリシスの物理。

論文

Signature splitting inversion and backbending in $$^{80}$$Rb

He, C.*; Shen, S.*; Wen, S.*; Zhu, L.*; Wu, X.*; Li, G.*; Zhao, Y.*; Yan, Y.*; Bai, Z.*; Wu, Y.*; et al.

Physical Review C, 87(3), p.034320_1 - 034320_10, 2013/03

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.87.034320
 被引用回数：6 パーセンタイル：41.87(Physics, Nuclear)

High-spin states of $$^{80}$$Rb are studied via the fusion-evaporation reactions $$^{65}$$Cu+$$^{19}$$F, $$^{66}$$Zn+$$^{18}$$O, and $$^{68}$$Zn+$$^{16}$$O with the beam energies of 75 MeV, 76 MeV, and 80 MeV, respectively. Twenty-three states with twenty-eight $$gamma$$ transitions are added to the previously proposed level scheme, where the second negative-parity band is significantly pushed up to spins of 22$$^-$$ and 15$$^-$$ and two sidebands are built on the known first negative-parity band. Two successive band crossings with frequencies 0.51 MeV and 0.61 MeV in the $$alpha$$ = 0 branch as well as another one in the $$alpha$$ =1 branch of the second negative-parity band are observed. Signature inversions occur in the positive-parity and first negative-parity bands at the spins of 11$$hbar$$ and 16$$hbar$$, respectively. The signature splitting is seen obviously in the second negative-parity band, but the signature inversion is not observed. It is also found that the structure of the two negative-parity bands is similar to that of its isotone $$^{82}$$Y. Signature inversion in the positive-parity yrast band with configuration $$pi$$g9/2 $$otimes$$ $$nu$$g9/2 in this nucleus is discussed using the projected shell model.

論文

Plasma boundary and first-wall diagnostics in ITER

Pitcher, C. S.*; Andrew, P.*; Barnsley, R.*; Bertalot, L.*; Counsell, G. G.*; Encheva, A.*; Feder, R. E.*; 波多江 仰紀; Johnson, D. W.*; Kim, J.*; et al.

Journal of Nuclear Materials, 415(Suppl.1), p.S1127 - S1132, 2011/08

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2011.01.111
 被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Materials Science, Multidisciplinary)

ITER plasma boundary and first-wall diagnostics are summarized in terms of their physical implementation and physics motivation. The challenge of extracting diagnostic signals while maintaining nuclear shielding is discussed, as well as the problems associated with high levels of erosion and redeposition.

論文

Nitration activates tyrosine toward reaction with the hydrated electron

Shi, W.-Q.*; Fu, H.-Y.*; Bounds, P. L.*; 室屋 裕佐*; Lin, M.; 勝村 庸介*; Zhao, Y.-L.*; Chai, Z.-F.*

Radiation Research, 176(1), p.128 - 133, 2011/07

https://doi.org/10.1667/RR1501.1
 被引用回数：3 パーセンタイル：16.51(Biology)

3-ニトロチロシン(3NT)は酸化ストレスや活性酸素(Reactive Oxygen Species)の発生源の重要な生物的マーカーであることが報告されている。本研究では、3-NTとその誘導体と、水和電子の反応で生ずる反応中間体の紫外,可視吸収スペクトルを測定し、芳香族ニトロアニオンとしての特徴を多く有することを明らかにした。また、3-NT,N-アセチル-3-ニトロチロシンエチルエーテル(NANTE),ニトロチロシンを含有するペプチド、及びグリシン-ニトロチロシン-グリシンと水和電子との反応性を中性水溶液中で測定し、その反応性がニトロ化していない物質との反応性より約二桁高いことを見いだした。さらに、3-NT存在下での水和電子の減衰速度のpH依存性も測定した。

論文

Experimental constraints on the phase diagram of titanium metal

Zhang, J.*; Zhao, Y.*; Hixson, R. S.*; Gray III, G. T.*; Wang, L.*; 内海 渉; 齋藤 寛之; 服部 高典

Journal of Physics and Chemistry of Solids, 69(10), p.2559 - 2563, 2008/10

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2008.05.016
 被引用回数：30 パーセンタイル：71.52(Chemistry, Multidisciplinary)

The phase transformations of titanium metal have been studied at temperatures and pressures up to 973 K and 8.7 GPa using synchrotron X-ray diffraction. An update, more accurate phase diagram is established for Ti metal based on the present observations and previous constraints on the $$alpha$$-$$beta$$ and $$omega$$-$$beta$$ phase boundaries.

論文

Thermal equations of state for titanium obtained by high pressure-temperature diffraction studies

Zhang, J.*; Zhao, Y.*; Hixson, R. S.*; Gray III, G. T.*; Wang, L.*; 内海 渉; 齋藤 寛之; 服部 高典

Physical Review B, 78(5), p.054119_1 - 054119_7, 2008/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.78.054119
 被引用回数：58 パーセンタイル：86.20(Materials Science, Multidisciplinary)

We have conducted in situ high-pressure diffraction experiments on titanium metal at pressures up to 8.2 GPa and temperatures up to 900 K. From the pressure-volume-temperature measurements, thermoelastic parameters were derived for titanium based on a modified high-T Birch-Murnaghan equation of state and a thermal pressure approach.

論文

Experimental progress on zonal flow physics in toroidal plasmas

藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 井口 春和*; 浜田 泰司*; 中野 治久*; 大島 慎介*; 伊藤 公孝*; et al.

Nuclear Fusion, 47(10), p.S718 - S726, 2007/10

https://doi.org/10.1088/0029-5515/47/10/S19
 被引用回数：106 パーセンタイル：95.17(Physics, Fluids & Plasmas)

帯状流の物理の実験的進展につきレビューする。新しい測定器により、プラズマ中の帯状流の存在が確認され、その時間空間特性,乱流や閉じ込めとの関係が明らかにされてきた。特に、測地的音波モードという振動帯状流について、測定結果が集積し、理論的進展をうながしている。乱流による帯状流の生成機構も解明されつつある。各国の装置の結果を比較,協力することにより、今後もなお一層、帯状流と閉じ込めとの関係の解明を進めることが重要である。

論文

Cubic phases of BC$$_{2}$$N; A First-principles study

Kim, E.*; Pang, T.*; 内海 渉; Solozhenko, V. L.*; Zhao, Y.*

Physical Review B, 75(18), p.184115_1 - 184115_4, 2007/05

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.75.184115
 被引用回数：44 パーセンタイル：81.32(Materials Science, Multidisciplinary)

立方晶BC$$_{2}$$Nについて、実験で得られている異なった2つの相の理解のため、第一原理に基づく理論研究を行った。理論においても立方晶相は安定であり、各々の体積弾性率の値も実験と良い一致を見た。高密度相はC-C結合の存在によって特徴づけられるのに対し、低密度相にはC-C結合が存在しない。体積弾性率など各立方晶BC$$_{2}$$Nの特性は、その中に存在する電子構造や化学結合に起因している。

論文

Experiments on synthesis of the heaviest element at RIKEN

森田 浩介*; 森本 幸司*; 加治 大哉*; 秋山 隆宏*; 後藤 真一*; 羽場 宏光*; 井手口 栄治*; Kanungo, R.*; 鹿取 謙二*; 菊永 英寿*; et al.

AIP Conference Proceedings 891, p.3 - 9, 2007/03

https://doi.org/10.1063/1.2713494

理化学研究所の気体充填型反跳分離装置(GARIS)を用いて、最重原子核の生成及びその崩壊の一連の実験が実施された。本実験において得られた112番元素の同位体$$^{277}$$112及び113番元素の同位体$$^{278}$$113の実験結果について報告する。$$^{208}$$Pb($$^{70}$$Zn, n)反応により同位体$$^{277}$$112からの崩壊連鎖が2例確認され、これは以前ドイツのGSIのグループにより報告された$$^{277}$$112の生成と崩壊を再現、確認する結果となった。また、$$^{209}$$Bi($$^{70}$$Zn, n)反応を実施し、自発核分裂で終わる$$alpha$$崩壊連鎖を2例観測した。これは113番元素$$^{278}$$113及びその娘核である$$^{274}$$Rg, $$^{270}$$Mt, $$^{266}$$Bhそして$$^{262}$$Dbであると同定した。

論文

Experimental progress on zonal flow physics in toroidal plasmas

藤澤 彰英*; 井戸 毅*; 清水 昭博*; 岡村 昇一*; 松岡 啓介*; 浜田 泰司*; 星野 克道; 永島 芳彦*; 篠原 孝司; 中野 治久*; et al.

Proceedings of 21st IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2006) (CD-ROM), 12 Pages, 2007/03

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/FEC/FEC2006/html/node104.htm#26311

帯状流に関する実験の現状についてまとめる。測定の進歩により、帯状流の存在,時間空間特性,乱流との関係,閉じ込めとの関係などが明らかになりつつある。特に、帯状流の一種である測地的音波モードの測定結果の集積により、これを記述できる理論の構築が必要となっている。これらの帯状流と閉じ込めの解明をさらに進めるためには、装置間の横断的研究が非常に有効であると考えられる。

論文

放射線橋かけしたキチン・キトサン誘導体ハイドロゲルの金属吸着特性

長澤 尚胤; Wasikiewicz, J. M.*; 瀬古 典明; 八木 敏明; Zhao, L.*; 三友 宏志*; 吉井 文男; 玉田 正男

JAEA-Review 2006-042, JAEA Takasaki Annual Report 2005, P. 52, 2007/02

https://jopss.jaea.go.jp/pdfdata/JAEA-Review-2006-042.pdf

放射線で橋かけしたカルボキシメチルキチン(CMCt)及びカルボキシメチルキトサン(CMCts)ゲルを作製し、金や白金等の有用金属イオンの吸着特性を検討した。試料を40%濃度の高濃度ペーストに調製後、フィルム状(1mm厚)に作製し、電子線を所定線量照射後、凍結乾燥して蒸留水中に投入し、その不溶分からゲル分率を評価した。CMCtとCMCtsの最大ゲル分率はそれぞれ72%(75kGy)と50%(100kGy)に達した。これらのゲルは、乾燥ゲル1gあたり8.3g(CMCt), 21.2g(CMCts)の吸水特性を有した。作製ゲルの金属吸着特性は、100mLの金属イオン水溶液(100ppb, pH4.0)に乾燥ゲル50mgを2時間浸漬した後、その上澄み液の金属イオン濃度を誘導結合プラズマ質量分析装置で測定後、初期水溶液と上澄み液との濃度差から評価した。両ゲルとも、金や銅イオンを最も吸着し、CMCtゲルはスカンジウムやカドミニウムを、CMCtsゲルはバナジウムを吸着した。カルボキシメチル化キチン誘導体の放射線橋かけゲルは、金やスカンジウム等の有用金属を吸着し、かつ生分解性を有した捕集材として応用可能である。

論文

Experimental study on $$K$$$$_{alpha}$$ X-ray emission from intense femtosecond laser-solid interactions

Xu, M. H.*; Chen, L.-M.; Li, Y.-T.*; Yuan, X.-H.*; Liu, Y.-Q.*; 中島 一久; 田島 俊樹; Wang, Z.-H.*; Wei, Z.-Y.*; Zhao, W.*; et al.

Acta Physica Sinica, 56(1), p.353 - 358, 2007/01

https://doi.org/10.7498/aps.56.353
 被引用回数：6 パーセンタイル：40.87(Physics, Multidisciplinary)

p分極されたフェムト秒のレーザー固体相互作用によって発生する相対論的な領域で$$K$$$$_{alpha}$$のX線源の特徴を実験的に調べた。ナイフエッジのイメージ法を用いてCCDの単一光子カウントを行うことにより、$$K$$$$_{alpha}$$のX線サイズ,スペクトル及び変換効率を測定した。実験結果は$$K$$$$_{alpha}$$の光子の変換効率がシミュレーションの結果と異なり1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のレーザーの強度で最適値7.08$$times$$10$$^{-6}$$/srに達すること。X線変換効率が10%であること、及びレーザー強度1.6$$times$$10$$^{18}$$W/cm$$^{2}$$のときに前方芳香に電子が加速されることを発見した。

論文

Symmetric and asymmetric scission properties in the fission of pre-actinides through heavy actinides

永目 諭一郎; 西中 一朗; Zhao, Y. L.*; 中原 弘道*

Romanian Reports in Physics, 59(2), p.545 - 558, 2007/00

アクチノイドの核分裂における、対称・非対称質量分割に伴う、対称・非対称切断点の形状(核分裂片の変形度)-伸びた形状とコンパクトな形状-を系統的に考察したので報告する。それぞれの形状(変形度)は核分裂片の全運動エネルギー並びに核分裂片から放出される中性子数の値から見積もった。広範なアクチノイド領域のデータをもとに切断点形状の系統性を導き出した。これにより重アクチノイド領域で特異な現象として観測されているbimodal fissionは従来のtwo-mode fissionの一部として解釈できることを提案する。

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