Un haz de electrones es un flujo de partículas diminutas que llevan carga eléctrica. Cuando ese haz incide en un material, no solo lo calienta o arranca átomos, sino que también empuja ligeramente la superficie, como un chorro de agua empuja la palma de la mano. Hasta ahora, nadie había podido medir ese empuje directamente: es demasiado débil, miles de veces menor que el peso de una mota de polvo.
Los ingenieros montaron un sensor con un resorte diminuto y un espejito en el extremo. El haz de electrones presiona el espejito, el resorte se comprime fracciones de nanómetro, y un rayo láser reflejado en el espejito revela ese desplazamiento. El sensor se calibró usando la presión de la luz, cuya fuerza se conoce con precisión, así que las mediciones son fiables.
Resultó que, con energías de electrones de 2 a 30 kiloelectronvoltios, la fuerza de presión crece con la corriente del haz y alcanza un pico alrededor de los 10 kiloelectronvoltios. Es como si un chorro de agua empujara la palma con más fuerza a una velocidad concreta, y no simplemente a mayor caudal. Este comportamiento se relaciona con cómo penetran los electrones en el material y le transfieren su impulso.
La fuerza medida ha permitido comprobar hasta qué punto el haz de electrones "presiona" mecánicamente el hielo durante el grabado de microchips. La contribución resultó diminuta: millones de veces menor que la profundidad total del corte, y casi independiente de la energía del haz. Esto significa que el hielo se destruye principalmente por vía química, no por el impacto.
Ahora que se puede medir la fuerza del empuje, los ingenieros podrán controlar con más precisión los haces de electrones en la fabricación de chips, en microscopios y quizás en motores para sondas espaciales.
La fuerza de presión del haz de electrones medida en el experimento es 100 billones de veces menor que la fuerza con la que un mosquito se posa sobre la piel.
En el relato de Arthur C. Clarke "Viento solar", unas velas gigantes son empujadas por la luz; aquí, un haz de electrones empuja un sensor: el mismo principio a escala nanométrica.