حزمة الإلكترونات هي تدفق من الجسيمات الأولية التي تحمل شحنة كهربائية. عند اصطدامها بمادة، لا تقوم الحزمة بتسخينها أو إخراج الذرات فحسب، بل تمارس أيضًا ضغطًا ميكانيكيًا، تمامًا كما تدفع نفاثة الماء راحة اليد المعترضة. حتى الآن، لم يكن من الممكن قياس هذا التأثير مباشرة: قوة الضغط صغيرة للغاية، أصغر بآلاف المرات من وزن ذرة غبار.

قام المهندسون بتطوير مستشعر يعتمد على نابض دقيق مع مرآة صغيرة في نهايته. تضغط حزمة الإلكترونات على المرآة، ويتشوه النابض بمقدار أجزاء من النانومتر، بينما يسجل شعاع الليزر المنعكس عن المرآة هذا الإزاحة. تمت معايرة المستشعر باستخدام ضغط الضوء، الذي تُعرف قوته بدقة عالية، مما يضمن موثوقية القياسات.

أظهرت التجارب أنه في نطاق طاقات الإلكترونات من 2 إلى 30 كيلوإلكترون فولت، تزداد قوة الضغط مع تيار الحزمة وتصل إلى ذروتها عند حوالي 10 كيلوإلكترون فولت. يشبه هذا الموقف عندما تضغط نفاثة الماء على راحة اليد بقوة أكبر عند سرعة تدفق معينة، وليس فقط عند ضغط أعلى. يُفسر هذا السلوك بخصائص اختراق الإلكترونات للمادة ونقلها للزخم.

سمحت القوة المقاسة بتقدير مدى "ضغط" حزمة الإلكترونات ميكانيكيًا على الجليد أثناء حفر الدوائر الدقيقة. تبين أن المساهمة ضئيلة للغاية — أصغر بملايين المرات من العمق الإجمالي للقطع — ولا تعتمد تقريبًا على طاقة الحزمة. وبالتالي، فإن تدمير الجليد يحدث بشكل أساسي بسبب العمليات الكيميائية، وليس التأثير الميكانيكي.

الآن، بعد أن أصبح من الممكن قياس قوة ضغط حزمة الإلكترونات مباشرة، يحصل المهندسون على فرصة للتحكم بشكل أكثر دقة في حزم الإلكترونات في إنتاج رقائق أشباه الموصلات، وفي المجاهر الإلكترونية، وربما في محركات المسابير الفضائية.