Peter Lu

Peter James Lu, né en 1978, docteur ès sciences, est un chercheur en stage de post doctorat dans le département de physique et à l'école d'ingénierie de Harvard à Cambridge, Massachusetts. Il est reconnu[1],[2] pour ses découvertes de l'utilisation des pavages de girih de type quasicristaux dans l'architecture islamique médiévale, de l'utilisation de machines mécaniques de précision dans la Chine ancienne et de la plus ancienne utilisation humaine du diamant dans la Chine néolithique.

Cursus

P. Lu est né à Cleveland, Ohio[3] et a grandi dans la banlieue de Philadelphie à West Chester, Pennsylvanie. Dès son enfance, il se passionne pour la géologie[4] ce qui l'amène à gagner la médaille d'or dans plusieurs concours "Rocks, Minerals, and Fossils" à quatre tournois de la "Science Olympiad" américaine[2]. P. Lu obtient son bac à la "B. Reed Henderson high school" à West Chester en 1996. Il s'inscrit à l'Université de Princeton en septembre 1996. Son professeur de géologie est Kenneth S. Deffeyes. Il étudie la chimie organique avec Maitland Jones Jr., avec qui il publie son premier article scientifique sur son projet de recherche portant sur les Carbènes[5]. Major de sa promotion en physique, il écrit sa thèse de quatrième année avec Paul Steinhardt sur la recherche de quasicristaux naturels, travaux publiés plus tard dans Physical Review Letters[6]. P. Lu est diplômé de Princeton summa cum laude avec un A.B. en physique en juin 2000. En septembre 2000, il commence sa thèse à Harvard, recevant un A. M. en physique en 2002. En 2005, il présente une série de conférences au Turkménistan[7]. Depuis 2007, P. Lu est membre du comité national de la "Science Olympiad" américaine[8]. Lu a obtenu son doctorat (Ph.D.) en physique en 2008.

Pavages de girih de type quasi-cristaux dans l'architecture médiévale islamique

Les travaux les plus connus de P. Lu portent sur la découverte de l'utilisation des pavages de girih (en), pour créer une large gamme de motifs géométriques ornementaux dans l'architecture islamique médiévale. En collaboration avec Paul Steinhardt, il démontre leur utilisation pour créer des structures du même type que les quasi-cristaux sur les murs du sanctuaire de Darb-i Imam (1453 apr. J.-C.) à Isfahan, Iran[9]. Cette découverte est considérée comme très importante. Elle démontre qu'une méthode simple et directe a pu être utilisée à l'époque pour créer des motifs très compliqués. Les structures de quasi-cristaux ainsi créées ne seront découvertes et comprises en Occident que plusieurs siècles plus tard puisqu'il faudra attendre les pavages de Roger Penrose en 1970. Du fait de son implication scientifique et politique, la découverte de Lu et Steinhardt a reçu une couverture médiatique substantielle[10],[11],[12],[13],[14],[15]par un grand nombre de journaux[16],[17],[18],[19],[20],[21],[22],[23],[24], à la radio[25],[26], et dans les magazines spécialisés[27],[28],[29],[30] Cette découverte a été classée parmi les 100 plus importantes en 2007 par le magazine by Discover[28].

Technologie dans l'art chinois ancien

Les plus anciennes machines mécaniques de précision

En 2004, P. Lu met en évidence dans un article qu'il signe seul dans la revue Science que les artisans chinois anciens utilisaient des machines mécaniques de précision pour créer des rainures en spirale dans des anneaux funéraires en jade[31]; C'est la professeure Jenny So de l'institut "smithonian" qui avait au préalable initié P. Lu à la connaissance de ces bijoux[32]. Peter Lu découvre que ces spirales suivent exactement la forme mathématique de la spirale d'Archimède. Ce faisant, il démontre la capacité des artisans anciens à mélanger deux types de mouvement pour façonner ces rainures. L'exacte conformité des formes tracées aux formules mathématiques prouve que les artisans utilisaient des machines mécaniques de précision, ceci en 550 av. J.-C., donc devançant Archimède de plusieurs siècles ; avant ces travaux, les plus anciennes machines de précision étaient attribuées aux Grecs[33],[34]. Cette découverte est incluse dans l'Encyclopædia Britannica[35].

Première utilisation du diamant par l'homme

Peter Lu continue de combiner histoire de l'art et physique avec sa découverte, en compagnie d'un groupe de collaborateurs[36], de la plus ancienne utilisation du diamant par l'homme, dans la Chine néolithique. Avant cette découverte, les plus anciennes preuves d'une telle utilisation se trouvaient dans des textes indiens datant de la dernière moitié du Ier millénaire apr. J.-C. et nulle mention n'en avait pu être trouvée dans la Préhistoire. En 2005, Peter Lu est ses collaborateurs apportent une preuve tangible de l'utilisation du diamant dans la Chine ancienne pour polir des haches funéraires en pierre aussi tôt qu'aux alentours de 2500 av. J.-C. Ceci place cette première utilisation deux mille ans avant que ce minéral si particulier ne soit connu ailleurs. Ces haches de pierre, principalement constituées de corindon (saphir et rubis dans leur forme de gemme colorée) ont commencé à être fabriquées vers 4000 av. J.-C. Elles représentent donc aussi la plus ancienne utilisation connue du corindon. La couverture médiatique de cette découverte[37],[38],[39],[40],[41] inclut la première page du plus grand journal chinois en langue anglaise, le China Daily[42].

Autres contributions

Les centres d'intérêts de Peter Lu, outre les phénomènes liés à la géologie, incluent aussi la paléontologie, ce qui le conduit à collaborer avec son ancien collègue d'internat, Motohiro Yogo et avec le professeur Charles Marshall. Avec eux, il ré-analyse une base de données expérimentale portant sur des fossiles marins. Il montre ainsi que la "vitesse limite", dont on imaginait au préalable qu'elle restreignait la résurgence de la biodiversité après une extinction massive, pourrait n'être en fait qu'un artefact lié au caractère incomplet de la base de données utilisée[43]. Selon le paléontologue Douglas Erwin du muséum national d'histoire naturelle à Washington, D.C., "Ceci est la feuille de route pour la prochaine décennie en paléontologie."[4] Actuellement (fin 2011), P. Lu travaille dans le groupe du professeur David A. Weitz. Il se concentre sur l'étude du comportement de particules colloïdales attractives, en laboratoire ou en condition de microgravité dans la station spatiale internationale. En 2008, Lu, Weitz et leurs collaborateurs à Rome ont combiné expériences et simulations pour démontrer que l'initiation du processus de gélification colloïdal est liée à une forme de séparation de phase connue sous le nom de décomposition spinodale[44], mettant ainsi un terme à un long débat dans le domaine de sciences de la matière molle sur l'origine de ce mécanisme. Les travaux de Peter Lu dans le domaine des colloïdes ont mené au développement de nouvelles techniques expérimentales pour observer en temps réel et en trois dimensions le mouvement de particules colloïdales ou de cellules biologiques. Son principal apport a été d'utiliser l'analyse d'image pour piloter le déplacement du microscope confocal afin qu'il suive le déplacement de particules ciblées en mouvement[45]. P. Lu a enfin écrit le chapitre introductif sur la microscopie confocale et ses apports en nanotechnologie dans le Handbook of Microscopy for Nanotechnology, édité par Nan Yao[46].

Notes
  1. (en) Alan Kotok, « Science Careers Best of 2006 », Science Careers (consulté le )
  2. « Profile - Peter Lu »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le )
  3. (en) lu Gerhid, « Justin Prayog Flesher » [archive du ], Asian Week (consulté le )
  4. (en) Richard A. Kerr, « Paleobiology: Revised Numbers Quicken the Pace of Rebound From Mass Extinctions », Science, vol. 311, no 5763,‎ , p. 931 (PMID 16484458, DOI 10.1126/science.311.5763.931a, lire en ligne)
  5. (en) Peter J. Lu, Weitao Pan et Maitland Jones, Jr., « Benzocyclohex-1-en-3-yne at High Temperature », J. Am. Chem. Soc., vol. 120, no 33,‎ , p. 8315 (DOI 10.1021/ja981434l)
  6. (en) Peter J. Lu, Kenneth S. Deffeyes, Paul J. Steinhardt et Nan Yao, « Identifying and Indexing Icosahedral Quasicrystals from Powder Diffraction Patterns », Physical Review Letters, vol. 87, no 27,‎ , p. 275507 (PMID 11800896, DOI 10.1103/PhysRevLett.87.275507, Bibcode 2001PhRvL..87A5507L, arXiv cond-mat/0108259, lire en ligne)
  7. (en) Richard Stone, « Engineering: The End of an Intellectual Dark Age? », Science, vol. 320, no 5879,‎ , p. 1004–1005 (PMID 18497271, DOI 10.1126/science.320.5879.1004, lire en ligne)
  8. (en) « Science Olympiad National Committees »
  9. (en) Peter J. Lu et Paul J. Steinhardt, « Decagonal and Quasi-crystalline Tilings in Medieval Islamic Architecture », Science, vol. 315, no 5815,‎ , p. 1106-1110 (PMID 17322056, DOI 10.1126/science.1135491, Bibcode 2007Sci...315.1106L, lire en ligne)
  10. (en) John Noble Wilford, « In Medieval Architecture, Signs of Advanced Math », The New York Times,‎ , A1, F2 (lire en ligne)
  11. (en) Mark Henderson, « Amazing maths of the mosaic makers », Times of London,‎ , p. 1, 29 (lire en ligne)
  12. (en) Jeremy Manier, « New light on ancient patterns: Sophisticated Islamic geometric designs in Iran predate Western discovery by 500 years », Chicago Tribune,‎ , p. 1, 12 (lire en ligne)
  13. (en) Karen Weintraub, « Science imitates art? », Boston Globe,‎ , A1, C1 (lire en ligne)
  14. « Medieval Islamic artists made amazing maths breakthrough »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le )
  15. (en) « Medieval Muslims made stunning math breakthrough », Today's Zaman,‎ , p. 1, 11 (lire en ligne)
  16. (en) Roger Highfield, « Islamic tilers may have led scientific field », The Daily Telegraph, Londres,‎ , p. 17 (lire en ligne)
  17. « Medieval Muslims made stunning math breakthrough »(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?) (consulté le )
  18. (en) Deborah Smith, « Patterns of Islamic genius crystal clear centuries ago », The Sydney Morning Herald,‎ , p. 5 (lire en ligne)
  19. (en) « Designs from Islamic artists streets ahead of West », The New Zealand Herald,‎ , B10 (lire en ligne)
  20. (en) Steve Connor, « Islamic artists were 500 years ahead of Western scientists », The Independent, London,‎ , p. 24 (lire en ligne)
  21. (en) « Modern mathematicians are 500 years behind », The Globe and Mail, Toronto,‎ , A18 (lire en ligne[archive du ])
  22. (en) Gerald Owen, « The art of repetition », National Post,‎ , A16 (lire en ligne[archive du ])
  23. (en) « Findings: Muslim Tile Patterns Show Math Prowess », The Washington Post,‎ , A10 (lire en ligne)
  24. (en) « Medieval Islamic Architecture Predates Western Mastery », Iran Daily,‎ , p. 12 (lire en ligne[archive du ])
  25. (en) Épisode Medieval Mosques Illuminated by Math de la série National Public Radio, All Thing Considered. Diffusé pour la première fois le 2007-02-22. Visionner l'épisode en ligne
  26. (en) Épisode Islamic Art de la série BBC World Service, The World Today. Diffusé pour la première fois le 24 fév. 2007. Visionner l'épisode en ligne
  27. (en) Mary Carmichael, « Islam Got it First », Newsweek [Int'l Ed.],‎ , p. 42 (lire en ligne)
  28.  ; (en) John Bohannon, « 59. Medieval Mosque Shows Amazing Math Discovery », Discover,‎ , p. 59 (lire en ligne)
  29. (en) Jeff Hecht, « Islamic tilers got it long before Penrose », New Scientist,‎ , p. 18 (lire en ligne)
  30. (en) « Medieval Quasicrystals », Scientific American,‎ , p. 36 (lire en ligne)
  31. (en) Peter J. Lu, « Early Precision Compound Machine from Ancient China », Science, vol. 304, no 5677,‎ , p. 1638 (PMID 15192220, DOI 10.1126/science.1096588, lire en ligne)
  32. (en) Jeff Hecht, « Spiral ring reveals ancient complex machines », New Scientist,‎ (lire en ligne)
  33. (en) « China had first complex machines », BBC News,
  34. (en) « First Compound Machine Found In China », Popular Science,‎ , p. 18 (lire en ligne)
  35. (en) Angela H. M. Schuster, Archaeology: Eastern Hemisphere., vol. 2005 Book of the Year, Encyclopædia Britannica, , 150 p. (lire en ligne)
  36. (en) P. J. Lu, N. Yao, J. F. So, G. E. Harlow, J. F. Lu, G. F. Wang et P. M. Chaikin, « The Earliest Use of Corundum and Diamond, in Prehistoric China », Archaeometry, vol. 47,‎ , p. 1–12 (DOI 10.1111/j.1475-4754.2005.00184.x, lire en ligne)
  37. (en) Épisode Advanced Stone-Polishing Techniques Employed Earlier Than Thought de la série National Public Radio, All Thing Considered. Diffusé pour la première fois le 2005-03-07. Visionner l'épisode en ligne
  38. (en) « Chinese made first use of diamond », BBC News,
  39. (en) Épisode Chinese Stone Axes de la série CBC Radio, Quirks and Quarks. Diffusé pour la première fois le 2005-04-09. Visionner l'épisode en ligne
  40. (en) Robert C. Cohen, « The high tech of prehistory », The Christian Science Monitor,‎ , p. 16 (lire en ligne)
  41. (en) Alexandra Goho, « In the Buff: Stone Age tools may have derived luster from diamond », Science News,‎ , p. 116 (lire en ligne)
  42. (en) « Earliest use of diamonds by Chinese found », China Daily,‎ , p. 1 (lire en ligne)
  43. (en) Peter J. Lu, Motohiro Yogo et Charles R. Marshall, « Phanerozoic marine biodiversity dynamics in light of the incompleteness of the fossil record », PNAS, vol. 103, no 8,‎ , p. 2736–2739 (PMID 16477008, PMCID 1413823, DOI 10.1073/pnas.0511083103, Bibcode 2006PNAS..103.2736L, lire en ligne)
  44. (en) Peter J. Lu, Emanuela Zaccarelli, Fabio Ciulla, Andrew B. Schofield, Francesco Sciortino et David A. Weitz, « Gelation of particles with short-range attraction », Nature, vol. 453, no 7194,‎ , p. 499–503 (PMID 18497820, DOI 10.1038/nature06931, Bibcode 2008Natur.453..499L, lire en ligne)
  45. (en) Peter J. Lu, Peter A. Sims, Hidekazu Oki, James B. Macarthur et David A. Weitz, « Target-locking acquisition with real-time confocal (TARC) microscopy », Optics Express, vol. 15, no 14,‎ , p. 8702–8712 (DOI 10.1364/OE.15.008702, Bibcode 2007OExpr..15.8702L, lire en ligne)
  46. (en) Peter J. Lu (2005) « Confocal Scanning Optical Microscopy and Nanotechnology » Handbook of Microscopy for Nanotechnology: 3-24 p., New York: Kluwer.

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