La lumière tombe sur un métal et en arrache des électrons. C'est l'effet photoélectrique, et il ne se produit que si la lumière a assez d'énergie pour franchir le seuil qui retient les électrons à l'intérieur. Les physiciens savent depuis longtemps mesurer les propriétés ondulatoires des objets quantiques via la cohérence quantique, c'est-à-dire la capacité d'un état à être en superposition. Mais à quel point un objet ressemble à une particule, cela ne se mesurait pas jusqu'à présent.
Les auteurs de la nouvelle étude proposent de considérer la particulité comme la capacité à franchir un tel seuil. Ils construisent un modèle simplifié : un système quantique possède plusieurs niveaux d'énergie, et le matériau d'où l'on arrache l'électron a deux niveaux séparés par une bande d'énergie interdite. Un état possède la particulité si son énergie moyenne est supérieure à cette bande interdite. La mesure de la particulité est la distance par rapport aux états sans particulité, c'est-à-dire ceux dont l'énergie ne suffit pas à arracher un électron.
L'expérience numérique a montré que si l'on mesure la particulité et la cohérence d'un même état, leur somme, avec un coefficient de 1,3, ne dépasse jamais 1,8. Plus il y a de particulité, moins il y a de cohérence, et inversement. C'est une nouvelle formulation de l'ancien principe : un objet ne peut pas être à la fois entièrement onde et entièrement particule. Une telle mesure pourrait être utile pour développer des photodétecteurs et des cellules solaires, où il est important de savoir avec quelle efficacité la lumière arrache des électrons.
Dans le modèle des auteurs, un qubit ne possède jamais de particularité, alors qu'un qutrit (système à trois niveaux) peut en avoir. Cela rappelle la situation de l'intrication, qui nécessite également au moins deux parties.