diff --git a/src/core/communication.cpp b/src/core/communication.cpp
index e2e8917e5ff..ab135b1bc74 100644
--- a/src/core/communication.cpp
+++ b/src/core/communication.cpp
@@ -644,16 +644,17 @@ void mpi_send_rotational_inertia_slave(int pnode, int part) {
 #endif
 }
 
-void mpi_rotate_particle(int pnode, int part, double axis[3], double angle) {
+void mpi_rotate_particle(int pnode, int part, const Vector3d &axis,
+                         double angle) {
 #ifdef ROTATION
   mpi_call(mpi_rotate_particle_slave, pnode, part);
 
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    local_rotate_particle(p, axis, angle);
+    local_rotate_particle(*p, axis, angle);
   } else {
-    MPI_Send(axis, 3, MPI_DOUBLE, pnode, SOME_TAG, comm_cart);
-    MPI_Send(&angle, 1, MPI_DOUBLE, pnode, SOME_TAG, comm_cart);
+    comm_cart.send(pnode, SOME_TAG, axis);
+    comm_cart.send(pnode, SOME_TAG, angle);
   }
 
   on_particle_change();
@@ -664,10 +665,11 @@ void mpi_rotate_particle_slave(int pnode, int part) {
 #ifdef ROTATION
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    double axis[3], angle;
-    MPI_Recv(axis, 3, MPI_DOUBLE, 0, SOME_TAG, comm_cart, MPI_STATUS_IGNORE);
-    MPI_Recv(&angle, 1, MPI_DOUBLE, 0, SOME_TAG, comm_cart, MPI_STATUS_IGNORE);
-    local_rotate_particle(p, axis, angle);
+    Vector3d axis;
+    double angle;
+    comm_cart.recv(0, SOME_TAG, axis);
+    comm_cart.recv(0, SOME_TAG, angle);
+    local_rotate_particle(*p, axis, angle);
   }
 
   on_particle_change();
@@ -815,18 +817,15 @@ void mpi_send_quat_slave(int pnode, int part) {
 
 /********************* REQ_SET_OMEGA ********/
 
-void mpi_send_omega(int pnode, int part, double omega[3]) {
+void mpi_send_omega(int pnode, int part, const Vector3d &omega) {
 #ifdef ROTATION
   mpi_call(mpi_send_omega_slave, pnode, part);
 
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    /*  memmove(p->omega, omega, 3*sizeof(double));*/
-    p->m.omega[0] = omega[0];
-    p->m.omega[1] = omega[1];
-    p->m.omega[2] = omega[2];
+    p->m.omega = omega;
   } else {
-    MPI_Send(omega, 3, MPI_DOUBLE, pnode, SOME_TAG, comm_cart);
+    comm_cart.send(pnode, SOME_TAG, omega);
   }
 
   on_particle_change();
@@ -837,27 +836,23 @@ void mpi_send_omega_slave(int pnode, int part) {
 #ifdef ROTATION
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    MPI_Recv(p->m.omega.data(), 3, MPI_DOUBLE, 0, SOME_TAG, comm_cart,
-             MPI_STATUS_IGNORE);
+    comm_cart.recv(0, SOME_TAG, p->m.omega);
   }
-
   on_particle_change();
 #endif
 }
 
 /********************* REQ_SET_TORQUE ********/
 
-void mpi_send_torque(int pnode, int part, double torque[3]) {
+void mpi_send_torque(int pnode, int part, const Vector3d &torque) {
 #ifdef ROTATION
   mpi_call(mpi_send_torque_slave, pnode, part);
 
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    p->f.torque[0] = torque[0];
-    p->f.torque[1] = torque[1];
-    p->f.torque[2] = torque[2];
+    p->f.torque = torque;
   } else {
-    MPI_Send(torque, 3, MPI_DOUBLE, pnode, SOME_TAG, comm_cart);
+    comm_cart.send(pnode, SOME_TAG, torque);
   }
 
   on_particle_change();
@@ -868,8 +863,7 @@ void mpi_send_torque_slave(int pnode, int part) {
 #ifdef ROTATION
   if (pnode == this_node) {
     Particle *p = local_particles[part];
-    MPI_Recv(p->f.torque.data(), 3, MPI_DOUBLE, 0, SOME_TAG, comm_cart,
-             MPI_STATUS_IGNORE);
+    comm_cart.recv(0, SOME_TAG, p->f.torque);
   }
 
   on_particle_change();
diff --git a/src/core/communication.hpp b/src/core/communication.hpp
index 5437f64f962..8216f0d3d6a 100644
--- a/src/core/communication.hpp
+++ b/src/core/communication.hpp
@@ -232,7 +232,8 @@ void mpi_send_rotational_inertia(int node, int part, double rinertia[3]);
     \param axis rotation axis
     \param angle rotation angle
 */
-void mpi_rotate_particle(int node, int part, double axis[3], double angle);
+void mpi_rotate_particle(int pnode, int part, const Vector3d &axis,
+                         double angle);
 #endif
 
 #ifdef AFFINITY
@@ -278,7 +279,7 @@ void mpi_send_rotation(int pnode, int part, short int rot);
     \param node the node it is attached to.
     \param omega its new angular velocity.
 */
-void mpi_send_omega(int node, int part, double omega[3]);
+void mpi_send_omega(int node, int part, const Vector3d &omega);
 
 /** Issue REQ_SET_TORQUE: send particle torque.
     Also calls \ref on_particle_change.
@@ -286,7 +287,7 @@ void mpi_send_omega(int node, int part, double omega[3]);
     \param node the node it is attached to.
     \param torque its new torque.
 */
-void mpi_send_torque(int node, int part, double torque[3]);
+void mpi_send_torque(int node, int part, const Vector3d &torque);
 #endif
 
 #ifdef DIPOLES
diff --git a/src/core/minimize_energy.cpp b/src/core/minimize_energy.cpp
index 098d4ed7279..4530d8b075c 100644
--- a/src/core/minimize_energy.cpp
+++ b/src/core/minimize_energy.cpp
@@ -95,18 +95,11 @@ bool steepest_descent_step(void) {
     }
 #ifdef ROTATION
     // Rotational increment
-    double dq[3]; // Vector parallel to torque
+    Vector3d dq = params->gamma * p.f.torque;
+    t += p.f.torque.norm2();
 
-    for (int j = 0; j < 3; j++) {
-      dq[j] = 0;
-      // Square of torque
-      t += Utils::sqr(p.f.torque[j]);
-
-      // Rotational increment
-      dq[j] = params->gamma * p.f.torque[j];
-    }
     // Normalize rotation axis and compute amount of rotation
-    double l = normr(dq);
+    double l = dq.norm();
     if (l > 0.0) {
       for (int j = 0; j < 3; j++)
         dq[j] /= l;
@@ -116,7 +109,7 @@ bool steepest_descent_step(void) {
         l = sgn(l) * params->max_displacement;
 
       // Rotate the particle around axis dq by amount l
-      local_rotate_particle(&(p), dq, l);
+      local_rotate_particle(p, dq, l);
     }
 #endif
 
diff --git a/src/core/observables/ParticleAngularVelocities.hpp b/src/core/observables/ParticleAngularVelocities.hpp
index c78da252217..0dbaca63ed8 100644
--- a/src/core/observables/ParticleAngularVelocities.hpp
+++ b/src/core/observables/ParticleAngularVelocities.hpp
@@ -33,20 +33,8 @@ class ParticleAngularVelocities : public PidObservable {
     std::vector<double> res(n_values());
     for (int i = 0; i < ids().size(); i++) {
 #ifdef ROTATION
-
-      double RMat[9];
-      double omega[3];
-      define_rotation_matrix(partCfg[ids()[i]], RMat);
-      omega[0] = RMat[0 + 3 * 0] * partCfg[ids()[i]].m.omega[0] +
-                 RMat[1 + 3 * 0] * partCfg[ids()[i]].m.omega[1] +
-                 RMat[2 + 3 * 0] * partCfg[ids()[i]].m.omega[2];
-      omega[1] = RMat[0 + 3 * 1] * partCfg[ids()[i]].m.omega[0] +
-                 RMat[1 + 3 * 1] * partCfg[ids()[i]].m.omega[1] +
-                 RMat[2 + 3 * 1] * partCfg[ids()[i]].m.omega[2];
-      omega[2] = RMat[0 + 3 * 2] * partCfg[ids()[i]].m.omega[0] +
-                 RMat[1 + 3 * 2] * partCfg[ids()[i]].m.omega[1] +
-                 RMat[2 + 3 * 2] * partCfg[ids()[i]].m.omega[2];
-
+      const Vector3d omega =
+          convert_vector_body_to_space(partCfg[i], partCfg[i].m.omega);
       res[3 * i + 0] = omega[0];
       res[3 * i + 1] = omega[1];
       res[3 * i + 2] = omega[2];
diff --git a/src/core/observables/ParticleBodyVelocities.hpp b/src/core/observables/ParticleBodyVelocities.hpp
index c1db8556312..6437ef67614 100644
--- a/src/core/observables/ParticleBodyVelocities.hpp
+++ b/src/core/observables/ParticleBodyVelocities.hpp
@@ -35,20 +35,8 @@ class ParticleBodyVelocities : public PidObservable {
 #ifdef ROTATION
 
       double RMat[9];
-      double vel_lab[3];
-      double vel_body[3];
-
-      vel_lab[0] = partCfg[ids()[i]].m.v[0];
-      vel_lab[1] = partCfg[ids()[i]].m.v[1];
-      vel_lab[2] = partCfg[ids()[i]].m.v[2];
-      define_rotation_matrix(partCfg[ids()[i]], RMat);
-
-      vel_body[0] = RMat[0 + 3 * 0] * vel_lab[0] +
-                    RMat[0 + 3 * 1] * vel_lab[1] + RMat[0 + 3 * 2] * vel_lab[2];
-      vel_body[1] = RMat[1 + 3 * 0] * vel_lab[0] +
-                    RMat[1 + 3 * 1] * vel_lab[1] + RMat[1 + 3 * 2] * vel_lab[2];
-      vel_body[2] = RMat[2 + 3 * 0] * vel_lab[0] +
-                    RMat[2 + 3 * 1] * vel_lab[1] + RMat[2 + 3 * 2] * vel_lab[2];
+      const Vector3d vel_body =
+          convert_vector_space_to_body(partCfg[i], partCfg[i].m.v);
 
       res[3 * i + 0] = vel_body[0];
       res[3 * i + 1] = vel_body[1];
diff --git a/src/core/particle_data.cpp b/src/core/particle_data.cpp
index 2cc3b184c3c..c0016b96d1c 100644
--- a/src/core/particle_data.cpp
+++ b/src/core/particle_data.cpp
@@ -530,7 +530,7 @@ int set_particle_rotation(int part, int rot) {
 }
 #endif
 #ifdef ROTATION
-int rotate_particle(int part, double axis[3], double angle) {
+int rotate_particle(int part, const Vector3d &axis, double angle) {
   auto const pnode = get_particle_node(part);
 
   mpi_rotate_particle(pnode, part, axis, angle);
@@ -664,59 +664,31 @@ int set_particle_quat(int part, double quat[4]) {
   return ES_OK;
 }
 
-int set_particle_omega_lab(int part, double omega_lab[3]) {
+int set_particle_omega_lab(int part, const Vector3d &omega_lab) {
   auto const &particle = get_particle_data(part);
 
-  /* Internal functions require the body coordinates
-     so we need to convert to these from the lab frame */
-
-  double A[9];
-  double omega[3];
-
-  define_rotation_matrix(particle, A);
-
-  omega[0] = A[0 + 3 * 0] * omega_lab[0] + A[0 + 3 * 1] * omega_lab[1] +
-             A[0 + 3 * 2] * omega_lab[2];
-  omega[1] = A[1 + 3 * 0] * omega_lab[0] + A[1 + 3 * 1] * omega_lab[1] +
-             A[1 + 3 * 2] * omega_lab[2];
-  omega[2] = A[2 + 3 * 0] * omega_lab[0] + A[2 + 3 * 1] * omega_lab[1] +
-             A[2 + 3 * 2] * omega_lab[2];
-
   auto const pnode = get_particle_node(part);
-  mpi_send_omega(pnode, part, omega);
+  mpi_send_omega(pnode, part,
+                 convert_vector_space_to_body(particle, omega_lab));
   return ES_OK;
 }
 
-int set_particle_omega_body(int part, double omega[3]) {
+int set_particle_omega_body(int part, const Vector3d &omega) {
   auto const pnode = get_particle_node(part);
   mpi_send_omega(pnode, part, omega);
   return ES_OK;
 }
 
-int set_particle_torque_lab(int part, double torque_lab[3]) {
+int set_particle_torque_lab(int part, const Vector3d &torque_lab) {
   auto const &particle = get_particle_data(part);
 
-  /* Internal functions require the body coordinates
-     so we need to convert to these from the lab frame */
-
-  double A[9];
-  double torque[3];
-
-  define_rotation_matrix(particle, A);
-
-  torque[0] = A[0 + 3 * 0] * torque_lab[0] + A[0 + 3 * 1] * torque_lab[1] +
-              A[0 + 3 * 2] * torque_lab[2];
-  torque[1] = A[1 + 3 * 0] * torque_lab[0] + A[1 + 3 * 1] * torque_lab[1] +
-              A[1 + 3 * 2] * torque_lab[2];
-  torque[2] = A[2 + 3 * 0] * torque_lab[0] + A[2 + 3 * 1] * torque_lab[1] +
-              A[2 + 3 * 2] * torque_lab[2];
-
   auto const pnode = get_particle_node(part);
-  mpi_send_torque(pnode, part, torque);
+  mpi_send_torque(pnode, part,
+                  convert_vector_space_to_body(particle, torque_lab));
   return ES_OK;
 }
 
-int set_particle_torque_body(int part, double torque[3]) {
+int set_particle_torque_body(int part, const Vector3d &torque) {
   auto const pnode = get_particle_node(part);
 
   /* Nothing to be done but pass, since the coordinates
@@ -1243,10 +1215,6 @@ void pointer_to_omega_body(Particle const *p, double const *&res) {
   res = p->m.omega.data();
 }
 
-void pointer_to_torque_lab(Particle const *p, double const *&res) {
-  res = p->f.torque.data();
-}
-
 void pointer_to_quat(Particle const *p, double const *&res) {
   res = p->r.quat.data();
 }
diff --git a/src/core/particle_data.hpp b/src/core/particle_data.hpp
index 93d8e392866..fcf5b9b1bc1 100644
--- a/src/core/particle_data.hpp
+++ b/src/core/particle_data.hpp
@@ -672,7 +672,7 @@ int set_particle_rotation(int part, int rot);
    @param axis rotation axis
    @param angle rotation angle
 */
-int rotate_particle(int part, double axis[3], double angle);
+int rotate_particle(int part, const Vector3d &axis, double angle);
 
 #ifdef AFFINITY
 /** Call only on the master node: set particle affinity.
@@ -736,28 +736,28 @@ int set_particle_quat(int part, double quat[4]);
     @param omega its new angular velocity.
     @return ES_OK if particle existed
 */
-int set_particle_omega_lab(int part, double omega[3]);
+int set_particle_omega_lab(int part, const Vector3d &omega);
 
 /** Call only on the master node: set particle angular velocity in body frame.
     @param part the particle.
     @param omega its new angular velocity.
     @return ES_OK if particle existed
 */
-int set_particle_omega_body(int part, double omega[3]);
+int set_particle_omega_body(int part, const Vector3d &omega);
 
 /** Call only on the master node: set particle torque from lab frame.
     @param part the particle.
     @param torque its new torque.
     @return ES_OK if particle existed
 */
-int set_particle_torque_lab(int part, double torque[3]);
+int set_particle_torque_lab(int part, const Vector3d &torque);
 
 /** Call only on the master node: set particle torque in body frame.
     @param part the particle.
     @param torque its new torque.
     @return ES_OK if particle existed
 */
-int set_particle_torque_body(int part, double torque[3]);
+int set_particle_torque_body(int part, const Vector3d &torque);
 #endif
 
 #ifdef DIPOLES
@@ -995,7 +995,7 @@ int number_of_particles_with_type(int type);
 #ifdef ROTATION
 void pointer_to_omega_body(Particle const *p, double const *&res);
 
-void pointer_to_torque_lab(Particle const *p, double const *&res);
+inline Vector3d get_torque_body(const Particle &p) { return p.f.torque; }
 
 void pointer_to_quat(Particle const *p, double const *&res);
 
diff --git a/src/core/rotate_system.cpp b/src/core/rotate_system.cpp
index 1d61627d14f..2e71399403a 100644
--- a/src/core/rotate_system.cpp
+++ b/src/core/rotate_system.cpp
@@ -48,7 +48,7 @@ void local_rotate_system(double phi, double theta, double alpha) {
       mpi::all_reduce(comm_cart, local_com, std::plus<Vector3d>()) / total_mass;
 
   // Rotation axis in Cartesian coordinates
-  double axis[3];
+  Vector3d axis;
   axis[0] = sin(theta) * cos(phi);
   axis[1] = sin(theta) * sin(phi);
   axis[2] = cos(theta);
@@ -67,7 +67,7 @@ void local_rotate_system(double phi, double theta, double alpha) {
       p.r.p[j] = com[j] + res[j];
     }
 #ifdef ROTATION
-    local_rotate_particle(&p, axis, alpha);
+    local_rotate_particle(p, axis, alpha);
 #endif
   }
 
diff --git a/src/core/rotation.cpp b/src/core/rotation.cpp
index fa2dcace8ad..824174a41f6 100644
--- a/src/core/rotation.cpp
+++ b/src/core/rotation.cpp
@@ -254,21 +254,42 @@ void propagate_omega_quat_particle(Particle *p) {
   p->r.quat[3] +=
       time_step * (Qd[3] + time_step_half * Qdd[3]) - lambda * p->r.quat[3];
   // Update the director
-#ifdef DIPOLES
-  // When dipoles are enabled, update dipole moment
-#endif
 
   ONEPART_TRACE(if (p->p.identity == check_id)
                     fprintf(stderr, "%d: OPT: PPOS p = (%.3f,%.3f,%.3f)\n",
                             this_node, p->r.p[0], p->r.p[1], p->r.p[2]));
 }
 
+inline void convert_torque_to_body_frame_apply_fix_and_thermostat(Particle &p) {
+  auto const t = convert_vector_space_to_body(p, p.f.torque);
+  p.f.torque = Vector3d{{0, 0, 0}};
+
+  if (thermo_switch & THERMO_LANGEVIN) {
+#if defined(VIRTUAL_SITES) && defined(THERMOSTAT_IGNORE_NON_VIRTUAL)
+    if (!p.p.is_virtual)
+#endif
+    {
+      friction_thermo_langevin_rotation(&p);
+
+      p.f.torque += t;
+    }
+  } else {
+    p.f.torque = t;
+  }
+
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_X))
+    p.f.torque[0] = 0;
+
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_Y))
+    p.f.torque[1] = 0;
+
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_Z))
+    p.f.torque[2] = 0;
+}
+
 /** convert the torques to the body-fixed frames and propagate angular
  * velocities */
 void convert_torques_propagate_omega() {
-  double tx, ty, tz;
-  double omega_0[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
-
   INTEG_TRACE(
       fprintf(stderr, "%d: convert_torques_propagate_omega:\n", this_node));
 
@@ -283,85 +304,27 @@ void convert_torques_propagate_omega() {
     if (!p.p.rotation)
       continue;
 
-    double A[9];
-    define_rotation_matrix(p, A);
-
-    tx = A[0 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[0 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[0 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-    ty = A[1 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[1 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[1 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-    tz = A[2 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[2 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[2 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-
-    if (thermo_switch & THERMO_LANGEVIN) {
-#if defined(VIRTUAL_SITES) && defined(THERMOSTAT_IGNORE_NON_VIRTUAL)
-      if (!p.p.is_virtual)
-#endif
-      {
-        friction_thermo_langevin_rotation(&p);
-
-        p.f.torque[0] += tx;
-        p.f.torque[1] += ty;
-        p.f.torque[2] += tz;
-      }
-    } else {
-      p.f.torque[0] = tx;
-      p.f.torque[1] = ty;
-      p.f.torque[2] = tz;
-    }
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_X))
-      p.f.torque[0] = 0;
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_Y))
-      p.f.torque[1] = 0;
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_Z))
-      p.f.torque[2] = 0;
+    convert_torque_to_body_frame_apply_fix_and_thermostat(p);
 
 #if defined(ENGINE) && (defined(LB) || defined(LB_GPU))
-    double omega_swim[3] = {0, 0, 0};
-    double omega_swim_body[3] = {0, 0, 0};
     if (p.swim.swimming && lattice_switch != 0) {
-      double diff[3];
-      double cross[3];
-      double l_diff, l_cross;
 
       auto const dip = p.swim.dipole_length * p.r.calc_director();
 
-      diff[0] = (p.swim.v_center[0] - p.swim.v_source[0]);
-      diff[1] = (p.swim.v_center[1] - p.swim.v_source[1]);
-      diff[2] = (p.swim.v_center[2] - p.swim.v_source[2]);
-
-      cross[0] = diff[1] * dip[2] - diff[2] * dip[1];
-      cross[1] = diff[0] * dip[2] - diff[2] * dip[0];
-      cross[2] = diff[0] * dip[1] - diff[1] * dip[0];
+      auto const diff = p.swim.v_center - p.swim.v_source;
 
-      l_diff = sqrt(diff[0] * diff[0] + diff[1] * diff[1] + diff[2] * diff[2]);
-      l_cross =
-          sqrt(cross[0] * cross[0] + cross[1] * cross[1] + cross[2] * cross[2]);
+      const Vector3d cross = Vector3d::cross(diff, dip);
+      const double l_diff = diff.norm();
+      const double l_cross = cross.norm();
 
       if (l_cross > 0 && p.swim.dipole_length > 0) {
-        omega_swim[0] = l_diff * cross[0] / (l_cross * p.swim.dipole_length);
-        omega_swim[1] = l_diff * cross[1] / (l_cross * p.swim.dipole_length);
-        omega_swim[2] = l_diff * cross[2] / (l_cross * p.swim.dipole_length);
-
-        omega_swim_body[0] = A[0 + 3 * 0] * omega_swim[0] +
-                             A[0 + 3 * 1] * omega_swim[1] +
-                             A[0 + 3 * 2] * omega_swim[2];
-        omega_swim_body[1] = A[1 + 3 * 0] * omega_swim[0] +
-                             A[1 + 3 * 1] * omega_swim[1] +
-                             A[1 + 3 * 2] * omega_swim[2];
-        omega_swim_body[2] = A[2 + 3 * 0] * omega_swim[0] +
-                             A[2 + 3 * 1] * omega_swim[1] +
-                             A[2 + 3 * 2] * omega_swim[2];
-
-        p.f.torque[0] +=
-            p.swim.rotational_friction * (omega_swim_body[0] - p.m.omega[0]);
-        p.f.torque[1] +=
-            p.swim.rotational_friction * (omega_swim_body[1] - p.m.omega[1]);
-        p.f.torque[2] +=
-            p.swim.rotational_friction * (omega_swim_body[2] - p.m.omega[2]);
+        auto const omega_swim =
+            l_diff / (l_cross * p.swim.dipole_length) * cross;
+
+        auto const omega_swim_body =
+            convert_vector_space_to_body(p, omega_swim);
+        p.f.torque +=
+            p.swim.rotational_friction * (omega_swim_body - p.m.omega);
       }
     }
 #endif
@@ -370,36 +333,31 @@ void convert_torques_propagate_omega() {
         stderr, "%d: OPT: SCAL f = (%.3e,%.3e,%.3e) v_old = (%.3e,%.3e,%.3e)\n",
         this_node, p.f.f[0], p.f.f[1], p.f.f[2], p.m.v[0], p.m.v[1], p.m.v[2]));
 
+    // Propagation of angular velocities
     p.m.omega[0] += time_step_half * p.f.torque[0] / p.p.rinertia[0];
     p.m.omega[1] += time_step_half * p.f.torque[1] / p.p.rinertia[1];
     p.m.omega[2] += time_step_half * p.f.torque[2] / p.p.rinertia[2];
 
     // zeroth estimate of omega
-    for (int j = 0; j < 3; j++)
-      omega_0[j] = p.m.omega[j];
+    Vector3d omega_0 = p.m.omega;
 
     /* if the tensor of inertia is isotropic, the following refinement is not
        needed.
        Otherwise repeat this loop 2-3 times depending on the required accuracy
        */
+
+    const double rinertia_diff_01 = p.p.rinertia[0] - p.p.rinertia[1];
+    const double rinertia_diff_12 = p.p.rinertia[1] - p.p.rinertia[2];
+    const double rinertia_diff_20 = p.p.rinertia[2] - p.p.rinertia[0];
     for (int times = 0; times <= 5; times++) {
-      double Wd[3];
-
-      Wd[0] =
-          (p.m.omega[1] * p.m.omega[2] * (p.p.rinertia[1] - p.p.rinertia[2])) /
-          p.p.rinertia[0];
-      Wd[1] =
-          (p.m.omega[2] * p.m.omega[0] * (p.p.rinertia[2] - p.p.rinertia[0])) /
-          p.p.rinertia[1];
-      Wd[2] =
-          (p.m.omega[0] * p.m.omega[1] * (p.p.rinertia[0] - p.p.rinertia[1])) /
-          p.p.rinertia[2];
-
-      p.m.omega[0] = omega_0[0] + time_step_half * Wd[0];
-      p.m.omega[1] = omega_0[1] + time_step_half * Wd[1];
-      p.m.omega[2] = omega_0[2] + time_step_half * Wd[2];
-    }
+      Vector3d Wd;
+
+      Wd[0] = p.m.omega[1] * p.m.omega[2] * rinertia_diff_12 / p.p.rinertia[0];
+      Wd[1] = p.m.omega[2] * p.m.omega[0] * rinertia_diff_20 / p.p.rinertia[1];
+      Wd[2] = p.m.omega[0] * p.m.omega[1] * rinertia_diff_01 / p.p.rinertia[2];
 
+      p.m.omega = omega_0 + time_step_half * Wd;
+    }
     ONEPART_TRACE(if (p.p.identity == check_id) fprintf(
         stderr, "%d: OPT: PV_2 v_new = (%.3e,%.3e,%.3e)\n", this_node, p.m.v[0],
         p.m.v[1], p.m.v[2]));
@@ -408,62 +366,15 @@ void convert_torques_propagate_omega() {
 
 /** convert the torques to the body-fixed frames before the integration loop */
 void convert_initial_torques() {
-  double tx, ty, tz;
 
   INTEG_TRACE(fprintf(stderr, "%d: convert_initial_torques:\n", this_node));
   for (auto &p : local_cells.particles()) {
     if (!p.p.rotation)
       continue;
-    double A[9];
-    define_rotation_matrix(p, A);
-
-    tx = A[0 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[0 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[0 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-    ty = A[1 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[1 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[1 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-    tz = A[2 + 3 * 0] * p.f.torque[0] + A[2 + 3 * 1] * p.f.torque[1] +
-         A[2 + 3 * 2] * p.f.torque[2];
-
-    if (thermo_switch & THERMO_LANGEVIN) {
-
-      friction_thermo_langevin_rotation(&p);
-      p.f.torque[0] += tx;
-      p.f.torque[1] += ty;
-      p.f.torque[2] += tz;
-    } else {
-      p.f.torque[0] = tx;
-      p.f.torque[1] = ty;
-      p.f.torque[2] = tz;
-    }
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_X))
-      p.f.torque[0] = 0;
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_Y))
-      p.f.torque[1] = 0;
-
-    if (!(p.p.rotation & ROTATION_Z))
-      p.f.torque[2] = 0;
-
-    ONEPART_TRACE(if (p.p.identity == check_id) fprintf(
-        stderr, "%d: OPT: SCAL f = (%.3e,%.3e,%.3e) v_old = (%.3e,%.3e,%.3e)\n",
-        this_node, p.f.f[0], p.f.f[1], p.f.f[2], p.m.v[0], p.m.v[1], p.m.v[2]));
+    convert_torque_to_body_frame_apply_fix_and_thermostat(p);
   }
 }
-
-/** convert from the body-fixed frames to space-fixed coordinates */
-
-void convert_omega_body_to_space(const Particle *p, double *omega) {
-  double A[9];
-  define_rotation_matrix(*p, A);
-
-  omega[0] = A[0 + 3 * 0] * p->m.omega[0] + A[1 + 3 * 0] * p->m.omega[1] +
-             A[2 + 3 * 0] * p->m.omega[2];
-  omega[1] = A[0 + 3 * 1] * p->m.omega[0] + A[1 + 3 * 1] * p->m.omega[1] +
-             A[2 + 3 * 1] * p->m.omega[2];
-  omega[2] = A[0 + 3 * 2] * p->m.omega[0] + A[1 + 3 * 2] * p->m.omega[1] +
-             A[2 + 3 * 2] * p->m.omega[2];
-}
+// Frame conversion routines
 
 Vector3d convert_vector_body_to_space(const Particle &p, const Vector3d &vec) {
   Vector3d res = {0, 0, 0};
@@ -490,82 +401,48 @@ Vector3d convert_vector_space_to_body(const Particle &p, const Vector3d &v) {
   return res;
 }
 
-void convert_torques_body_to_space(const Particle *p, double *torque) {
-  double A[9];
-  define_rotation_matrix(*p, A);
-
-  torque[0] = A[0 + 3 * 0] * p->f.torque[0] + A[1 + 3 * 0] * p->f.torque[1] +
-              A[2 + 3 * 0] * p->f.torque[2];
-  torque[1] = A[0 + 3 * 1] * p->f.torque[0] + A[1 + 3 * 1] * p->f.torque[1] +
-              A[2 + 3 * 1] * p->f.torque[2];
-  torque[2] = A[0 + 3 * 2] * p->f.torque[0] + A[1 + 3 * 2] * p->f.torque[1] +
-              A[2 + 3 * 2] * p->f.torque[2];
-}
-
-void convert_vel_space_to_body(const Particle *p, double *vel_body) {
-  double A[9];
-  define_rotation_matrix(*p, A);
-
-  vel_body[0] = A[0 + 3 * 0] * p->m.v[0] + A[0 + 3 * 1] * p->m.v[1] +
-                A[0 + 3 * 2] * p->m.v[2];
-  vel_body[1] = A[1 + 3 * 0] * p->m.v[0] + A[1 + 3 * 1] * p->m.v[1] +
-                A[1 + 3 * 2] * p->m.v[2];
-  vel_body[2] = A[2 + 3 * 0] * p->m.v[0] + A[2 + 3 * 1] * p->m.v[1] +
-                A[2 + 3 * 2] * p->m.v[2];
-}
-
-void convert_vec_space_to_body(Particle *p, double *v, double *res) {
-  double A[9];
-  define_rotation_matrix(*p, A);
-
-  res[0] = A[0 + 3 * 0] * v[0] + A[0 + 3 * 1] * v[1] + A[0 + 3 * 2] * v[2];
-  res[1] = A[1 + 3 * 0] * v[0] + A[1 + 3 * 1] * v[1] + A[1 + 3 * 2] * v[2];
-  res[2] = A[2 + 3 * 0] * v[0] + A[2 + 3 * 1] * v[1] + A[2 + 3 * 2] * v[2];
-}
-
 /** Rotate the particle p around the NORMALIZED axis aSpaceFrame by amount phi
  */
-void local_rotate_particle(Particle *p, double *aSpaceFrame, double phi) {
+void local_rotate_particle(Particle &p, const Vector3d &axis_space_frame,
+                           const double phi) {
   // Convert rotation axis to body-fixed frame
-  double a[3];
-  convert_vec_space_to_body(p, aSpaceFrame, a);
+  Vector3d axis = convert_vector_space_to_body(p, axis_space_frame);
 
   //  printf("%g %g %g - ",a[0],a[1],a[2]);
   // Rotation turned off entirely?
-  if (!p->p.rotation)
+  if (!p.p.rotation)
     return;
 
   // Per coordinate fixing
-  if (!(p->p.rotation & ROTATION_X))
-    a[0] = 0;
-  if (!(p->p.rotation & ROTATION_Y))
-    a[1] = 0;
-  if (!(p->p.rotation & ROTATION_Z))
-    a[2] = 0;
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_X))
+    axis[0] = 0;
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_Y))
+    axis[1] = 0;
+  if (!(p.p.rotation & ROTATION_Z))
+    axis[2] = 0;
   // Re-normalize rotation axis
-  double l = sqrt(sqrlen(a));
+  double l = axis.norm();
   // Check, if the rotation axis is nonzero
-  if (l < 1E-10)
+  if (l < std::numeric_limits<double>::epsilon())
     return;
 
-  for (int i = 0; i < 3; i++)
-    a[i] /= l;
+  axis /= l;
 
   double q[4];
   q[0] = cos(phi / 2);
   double tmp = sin(phi / 2);
-  q[1] = tmp * a[0];
-  q[2] = tmp * a[1];
-  q[3] = tmp * a[2];
+  q[1] = tmp * axis[0];
+  q[2] = tmp * axis[1];
+  q[3] = tmp * axis[2];
 
   // Normalize
   normalize_quaternion(q);
 
   // Rotate the particle
   double qn[4]; // Resulting quaternion
-  multiply_quaternions(p->r.quat, q, qn);
+  multiply_quaternions(p.r.quat, q, qn);
   for (int k = 0; k < 4; k++)
-    p->r.quat[k] = qn[k];
+    p.r.quat[k] = qn[k];
 }
 
 #endif
diff --git a/src/core/rotation.hpp b/src/core/rotation.hpp
index 4f85ea1650a..5f7baf5a12b 100644
--- a/src/core/rotation.hpp
+++ b/src/core/rotation.hpp
@@ -52,23 +52,9 @@ void convert_torques_propagate_omega();
     the integration loop */
 void convert_initial_torques();
 
-/** convert angular velocities and torques from the
-    body-fixed frames to space-fixed coordinates */
-void convert_omega_body_to_space(const Particle *p, double *omega);
-void convert_torques_body_to_space(const Particle *p, double *torque);
-
 Vector3d convert_vector_body_to_space(const Particle &p, const Vector3d &v);
 Vector3d convert_vector_space_to_body(const Particle &p, const Vector3d &v);
 
-/** convert velocity form the lab-fixed coordinates
-    to the body-fixed frame */
-void convert_vel_space_to_body(const Particle *p, double *vel_body);
-
-/** Here we use quaternions to calculate the rotation matrix which
-    will be used then to transform torques from the laboratory to
-    the body-fixed frames */
-void define_rotation_matrix(Particle const &p, double A[9]);
-
 inline void convert_quat_to_director(const Vector<4, double> &quat,
                                      Vector3d &director) {
   /* director */
@@ -105,19 +91,10 @@ inline int convert_dip_to_quat(const Vector3d &dip, Vector<4, double> &quat,
   return 0;
 }
 
-/** convert quaternion director to the dipole moment */
-inline void convert_director_to_dip(const Vector3d &director, double dipm,
-                                    Vector3d &dip) {
-  /* dipole moment */
-  dip[0] = director[0] * dipm;
-  dip[1] = director[1] * dipm;
-  dip[2] = director[2] * dipm;
-}
-
 #endif
 
 /** Rotate the particle p around the NORMALIZED axis a by amount phi */
-void local_rotate_particle(Particle *p, double *a, double phi);
+void local_rotate_particle(Particle &p, const Vector3d &a, const double phi);
 
 inline void normalize_quaternion(double *q) {
   double tmp = sqrt(q[0] * q[0] + q[1] * q[1] + q[2] * q[2] + q[3] * q[3]);
diff --git a/src/core/virtual_sites/VirtualSitesRelative.cpp b/src/core/virtual_sites/VirtualSitesRelative.cpp
index 9ab86eb5fc3..dc97726af30 100644
--- a/src/core/virtual_sites/VirtualSitesRelative.cpp
+++ b/src/core/virtual_sites/VirtualSitesRelative.cpp
@@ -140,8 +140,8 @@ void VirtualSitesRelative::update_vel(Particle &p) const {
   get_mi_vector(d, p.r.p, p_real->r.p);
 
   // Get omega of real particle in space-fixed frame
-  double omega_space_frame[3];
-  convert_omega_body_to_space(p_real, omega_space_frame);
+  Vector3d omega_space_frame =
+      convert_vector_body_to_space(*p_real, p_real->m.omega);
   // Obtain velocity from v=v_real particle + omega_real_particle \times
   // director
   vector_product(omega_space_frame, d, p.m.v);
diff --git a/src/python/espressomd/particle_data.pxd b/src/python/espressomd/particle_data.pxd
index 44ab4fe80dc..37bcfb70bd6 100644
--- a/src/python/espressomd/particle_data.pxd
+++ b/src/python/espressomd/particle_data.pxd
@@ -124,12 +124,12 @@ cdef extern from "particle_data.hpp":
     IF ROTATION:
         int set_particle_quat(int part, double quat[4])
         void pointer_to_quat(const particle * p, const double * & res)
-        int set_particle_omega_lab(int part, double omega[3])
-        int set_particle_omega_body(int part, double omega[3])
-        int set_particle_torque_lab(int part, double torque[3])
-        int set_particle_torque_body(int part, double torque[3])
+        int set_particle_omega_lab(int part, Vector3d omega)
+        int set_particle_omega_body(int part, Vector3d omega)
+        int set_particle_torque_lab(int part, Vector3d torque)
+        int set_particle_torque_body(int part, Vector3d torque)
         void pointer_to_omega_body(const particle * p, const double * & res)
-        void pointer_to_torque_lab(const particle * p, const double * & res)
+        Vector3d get_torque_body(const particle p)
 
     IF MEMBRANE_COLLISION:
         int set_particle_out_direction(int part, double out_direction[3])
@@ -225,11 +225,9 @@ cdef extern from "virtual_sites.hpp":
         int vs_relate_to(int part_num, int relate_to)
 
 cdef extern from "rotation.hpp":
-    void convert_omega_body_to_space(const particle * p, double * omega)
-    void convert_torques_body_to_space(const particle * p, double * torque)
     Vector3d convert_vector_body_to_space(const particle & p, const Vector3d & v)
     Vector3d convert_vector_space_to_body(const particle & p, const Vector3d & v)
-    void rotate_particle(int id, double * axis, double angle)
+    void rotate_particle(int id, Vector3d axis, double angle)
 
 cdef class ParticleHandle(object):
     cdef public int _id
diff --git a/src/python/espressomd/particle_data.pyx b/src/python/espressomd/particle_data.pyx
index 53412de8d1c..6a9ef388683 100644
--- a/src/python/espressomd/particle_data.pyx
+++ b/src/python/espressomd/particle_data.pyx
@@ -403,7 +403,7 @@ cdef class ParticleHandle(object):
             """
 
             def __set__(self, _o):
-                cdef double myo[3]
+                cdef Vector3d myo
                 check_type_or_throw_except(
                     _o, 3, float, "Omega_lab has to be 3 floats.")
                 for i in range(3):
@@ -413,10 +413,7 @@ cdef class ParticleHandle(object):
 
             def __get__(self):
                 self.update_particle_data()
-                cdef double o[3]
-
-                convert_omega_body_to_space(self.particle_data, o)
-                return array_locked([o[0], o[1], o[2]])
+                return array_locked(self.convert_vector_body_to_space(self.omega_body))
 
         property quat:
             """
@@ -482,7 +479,7 @@ cdef class ParticleHandle(object):
             """
 
             def __set__(self, _o):
-                cdef double myo[3]
+                cdef Vector3d myo
                 check_type_or_throw_except(
                     _o, 3, float, "Omega_body has to be 3 floats.")
                 for i in range(3):
@@ -518,7 +515,7 @@ cdef class ParticleHandle(object):
             """
 
             def __set__(self, _t):
-                cdef double myt[3]
+                cdef Vector3d myt
                 check_type_or_throw_except(
                     _t, 3, float, "Torque has to be 3 floats.")
                 for i in range(3):
@@ -528,10 +525,13 @@ cdef class ParticleHandle(object):
 
             def __get__(self):
                 self.update_particle_data()
-                cdef double x[3]
+                cdef Vector3d torque_body
+                cdef Vector3d torque_space
+                torque_body = get_torque_body(self.particle_data[0])
+                torque_space = convert_vector_body_to_space(
+                    self.particle_data[0], torque_body)
 
-                convert_torques_body_to_space(self.particle_data, x)
-                return array_locked([x[0], x[1], x[2]])
+                return make_array_locked(torque_space)
 
     IF ROTATIONAL_INERTIA:
         property rinertia:
@@ -1620,7 +1620,7 @@ cdef class ParticleHandle(object):
             angle : float
 
             """
-            cdef double[3] a
+            cdef Vector3d a
             a[0] = axis[0]
             a[1] = axis[1]
             a[2] = axis[2]
diff --git a/testsuite/python/data/engine_lb.vtk b/testsuite/python/data/engine_lb.vtk
index ff798cf5ab0..48d1bb422c5 100644
--- a/testsuite/python/data/engine_lb.vtk
+++ b/testsuite/python/data/engine_lb.vtk
@@ -8,247 +8,247 @@ SPACING 1.000000 1.000000 1.000000
 POINT_DATA 1728
 SCALARS velocity float 3
 LOOKUP_TABLE default
-0.000125 -0.000021 -0.000027
-0.000103 -0.000070 0.000000
+0.000125 -0.000021 -0.000028
+0.000103 -0.000070 -0.000000
 0.000037 -0.000113 0.000007
--0.000044 -0.000119 0.000003
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+-0.000044 -0.000119 0.000004
+-0.000099 -0.000087 -0.000008
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+-0.000041 0.000065 -0.000016
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+-0.000031 0.000013 -0.000083
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+-0.000108 -0.000042 -0.000030
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+-0.000151 -0.000213 -0.000132
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@@ -689,8 +689,8 @@ LOOKUP_TABLE default
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@@ -698,122 +698,122 @@ LOOKUP_TABLE default
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 -0.000139 -0.000006 -0.000214
--0.000171 -0.000012 -0.000318
+-0.000171 -0.000012 -0.000319
 -0.000114 -0.000015 -0.000369
 0.000007 -0.000014 -0.000368
 0.000075 -0.000009 -0.000318
 0.000059 -0.000002 -0.000212
-0.000023 0.000005 -0.000138
-0.000003 0.000010 -0.000110
--0.000007 0.000010 -0.000101
--0.000021 0.000007 -0.000103
--0.000047 0.000004 -0.000115
--0.000086 -0.000001 -0.000141
--0.000115 0.000066 -0.000190
+0.000024 0.000005 -0.000138
+0.000004 0.000010 -0.000110
+-0.000006 0.000010 -0.000102
+-0.000021 0.000007 -0.000104
+-0.000046 0.000004 -0.000115
+-0.000085 -0.000001 -0.000142
+-0.000114 0.000066 -0.000190
 -0.000123 0.000057 -0.000236
--0.000083 0.000011 -0.000239
+-0.000083 0.000011 -0.000240
 -0.000023 0.000009 -0.000238
 0.000026 0.000053 -0.000232
 0.000033 0.000063 -0.000186
-0.000009 0.000041 -0.000134
+0.000010 0.000041 -0.000134
 -0.000006 0.000026 -0.000106
--0.000011 0.000024 -0.000097
--0.000018 0.000026 -0.000099
--0.000038 0.000030 -0.000111
--0.000073 0.000044 -0.000138
--0.000036 0.000071 -0.000115
--0.000025 0.000030 -0.000084
+-0.000010 0.000024 -0.000098
+-0.000018 0.000026 -0.000100
+-0.000038 0.000030 -0.000112
+-0.000073 0.000044 -0.000139
+-0.000036 0.000071 -0.000116
+-0.000025 0.000030 -0.000085
 -0.000035 -0.000020 -0.000059
 -0.000070 -0.000025 -0.000057
 -0.000073 0.000018 -0.000077
--0.000048 0.000058 -0.000107
+-0.000047 0.000058 -0.000107
 -0.000033 0.000054 -0.000106
 -0.000027 0.000038 -0.000092
 -0.000019 0.000033 -0.000087
--0.000013 0.000038 -0.000089
--0.000016 0.000049 -0.000099
--0.000030 0.000067 -0.000113
-0.000043 0.000026 -0.000041
+-0.000013 0.000038 -0.000090
+-0.000016 0.000049 -0.000100
+-0.000030 0.000067 -0.000114
+0.000043 0.000026 -0.000042
 0.000032 -0.000017 -0.000009
 -0.000021 -0.000042 -0.000010
--0.000085 -0.000047 -0.000008
+-0.000084 -0.000047 -0.000008
 -0.000129 -0.000033 -0.000001
--0.000125 0.000005 -0.000029
--0.000087 0.000029 -0.000061
--0.000054 0.000031 -0.000071
--0.000029 0.000031 -0.000073
--0.000008 0.000035 -0.000076
-0.000009 0.000045 -0.000078
-0.000025 0.000048 -0.000071
+-0.000124 0.000005 -0.000029
+-0.000086 0.000029 -0.000060
+-0.000053 0.000031 -0.000071
+-0.000028 0.000031 -0.000074
+-0.000007 0.000035 -0.000077
+0.000010 0.000045 -0.000079
+0.000026 0.000049 -0.000072
diff --git a/testsuite/python/minimize_energy.py b/testsuite/python/minimize_energy.py
index af6bf92c76a..7e51068c1bd 100644
--- a/testsuite/python/minimize_energy.py
+++ b/testsuite/python/minimize_energy.py
@@ -26,6 +26,10 @@
 class test_minimize_energy(ut.TestCase):
     system = espressomd.System(box_l=[10.0, 10.0, 10.0])
 
+    test_rotation = espressomd.has_features(("ROTATION", "DIPOLES"))
+    if test_rotation:
+        from espressomd.constraints import HomogeneousMagneticField
+
     @classmethod
     def setUpClass(cls):
         np.random.seed(42)
@@ -46,6 +50,9 @@ def setUp(self):
         self.system.non_bonded_inter[0, 0].lennard_jones.set_params(
             epsilon=self.lj_eps, sigma=self.lj_sig,
             cutoff=self.lj_cut, shift="auto")
+        if self.test_rotation:
+            self.system.constraints.add(
+                self.HomogeneousMagneticField(H=[-0.5, 0, 0]))
 
     def tearDown(self):
         self.system.part.clear()
@@ -53,21 +60,32 @@ def tearDown(self):
 
     def test_relaxation(self):
         for i in range(self.n_part):
-            self.system.part.add(
+            p = self.system.part.add(
                 id=i, pos=np.random.random(3) * self.system.box_l)
-
+            if self.test_rotation:
+                p.dip = np.random.random(3)
+                p.dipm = 1
+                p.rotation = (1, 1, 1)
+        # Remove external magnetic field
+        
         self.assertNotAlmostEqual(
             self.system.analysis.energy()["total"], 0, places=10)
 
         self.system.integrator.set_steepest_descent(
-            f_max=0.0, gamma=0.1, max_displacement=0.005)
+            f_max=0.0, gamma=0.1, max_displacement=0.05)
 
-        self.system.integrator.run(200)
+        self.system.integrator.run(500)
 
+        self.system.constraints.clear()
+        
+        # Check
         self.assertAlmostEqual(
             self.system.analysis.energy()["total"], 0, places=10)
         np.testing.assert_allclose(np.copy(self.system.part[:].f), 0.)
-
+        if self.test_rotation:
+            np.testing.assert_allclose(np.copy(self.system.part[:].dip), 
+                                       np.hstack((-np.ones((self.n_part, 1)), np.zeros((self.n_part, 1)), np.zeros((self.n_part, 1)))), atol=1E-9)
+            
     def test_rescaling(self):
         self.system.part.add(pos=[5., 5., 4.9], type=0)
         self.system.part.add(pos=[5., 5., 5.1], type=0)