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BPEAの光学的な特異性を理解し、今回の発見の真価を測るためには、この分子が持つ特異なエネルギーの階層構造に踏み込む必要がある。量子力学のルールが支配する分子の世界では、光を吸収して高いエネルギー状態になった分子は「一重項」と呼ばれる状態をとる。通常、この一重項状態にあるエネルギーは発光として外部に放出される。しかしBPEAは、「三重項」と呼ばれるスピン状態が、一重項の約半分のエネルギー位置に存在するという特殊な性質を備えている。数式で表せば、E(S1) ≈ 2E(T1) という関係式が成立する。
この関係式は、エネルギーのやり取りにおいて一種の両替システムを可能にする。高いエネルギーを持つ1つの一重項が、より低いエネルギーを持つ2つの三重項へと分裂する現象である。これは一重項分裂と呼ばれ、1枚の1000円札を2枚の500円玉に両替するようなプロセスに例えることができる。太陽電池などにおいては、1つの光子から2つの電子・正孔対を生み出す増幅機構として期待されている現象である。BPEAの薄膜では、この一重項分裂が約5ピコ秒という超高速で進行することが確認されている。
一方で、このプロセスは完全に可逆である。すなわち、空間を漂う2つの三重項（500円玉2枚）が偶然出会い、融合することで、再び高いエネルギーを持つ1つの一重項（1000円札）へと戻る現象も生じる。これが三重項-三重項対消滅（TTA）と呼ばれるプロセスである。TTAは、本来ならセンサーや人間の目には感知できない低いエネルギーの光を、波長の短い高いエネルギーの光へと「アップコンバージョン（上方変換）」する画期的な技術の心臓部を成している。BPEAは、この一重項分裂とTTAの両方を高効率で行き来できる稀有な分子であるため、世界中の研究者がその振る舞いを追跡してきた。だが、その過程で常に観測される「二重の信号」が、このエネルギー両替システムにおいてどのような影響を及ぼしているのかは全くの謎に包まれていたのである。