Una linterna común emite luz cuyas ondas oscilan en todas las direcciones a la vez. Pero si se hace pasar la luz por un filtro especial, se obtiene un haz que oscila estrictamente en un solo plano: eso es la luz polarizada. Cuando este haz atraviesa un tejido biológico, la estructura interna de este modifica ligeramente la orientación de las oscilaciones. Antes, estos cambios se describían con magnitudes simples, como el retorcimiento medio o la pérdida de polarización. Los autores del nuevo trabajo fueron más allá y descubrieron que, en algunos puntos del tejido, la luz no solo cambia su polarización de forma gradual, sino que forma vórtices estables e incluso estructuras más complejas.

Los investigadores tomaron cortes finos de tejido mamario, tanto sano como afectado por carcinoma ductal, y los iluminaron con luz polarizada, midiendo cómo cambia la orientación de las oscilaciones en cada punto. En el tejido sano, el campo de polarización permanecía casi homogéneo, sin puntos singulares. En cambio, en el tejido maligno aparecían puntos alrededor de los cuales la polarización se enrollaba formando un vórtice; estos puntos se denominan vórtices de polarización. Donde la estructura del tejido producía simultáneamente un cambio radial y azimutal de las propiedades, surgían formaciones más complejas, parecidas a minitornados, que en física se conocen como sirimiones de tipo neel. Cada uno de estos vórtices o sirimiones se caracteriza por un número entero, la carga topológica, que no cambia ante pequeñas deformaciones e indica inequívocamente la presencia de una inhomogeneidad.

Este método proporciona contraste sin necesidad de colorantes: el tejido sano es topológicamente "vacío", mientras que el canceroso está "cargado". Esto abre el camino a un nuevo tipo de diagnóstico en el que la enfermedad se evalúa no por el brillo medio o el color, sino por la propia geometría del campo de polarización, es decir, por cómo se enrolla la luz al atravesar el tejido.