Оптические вихри переносят угловой момент света и могут вращать микрообъекты без физического контакта.

В начале 1990-х годов учёные обнаружили необычное свойство света: лазерный луч с винтовым волновым фронтом способен переносить угловой момент и взаимодействовать с материей совсем не так, как обычное излучение. Такой свет назвали оптическим вихрем. Ключевое открытие заключалось в том, что световой луч с топологическим зарядом (числовой характеристикой винтовой структуры волнового фронта) создаёт в центре область с нулевой интенсивностью — тёмный вихрь, вокруг которого свет закручивается спиралью. Это явление позволило создать инструмент, который учёные назвали оптическим пинцетом вращательного действия. Лазерный луч с топологическим зарядом ±1 способен захватывать микроскопические частицы и приводить их во вращение без прямого физического контакта. Полимерные диски диаметром около 10 микрон могут вращаться со скоростью до 10 000 оборотов в минуту, причём процесс не сопровождается нагревом объекта — это критично для работы с живыми клетками и биологическими образцами. Вращающая сила оптического вихря достигает 200 нанометров крутящего момента на микрон, что достаточно для управления даже сложными микроструктурами. Особенно ценна эта технология в биомикроскопии: вращая клеточные органеллы или искусственные микротельца внутри клетки, исследователи измеряют локальную вязкость цитоплазмы и изучают механические свойства внутриклеточной среды. Такой метод даёт информацию, недоступную при традиционном микроскопировании.