En el caso especial del estado fundamental de He, sin acoplamiento orbital o nuclear, ¿puede un campo externo dividir el nivel de energía?

Incluso si ignora los componentes orbitales y nucleares del átomo, todavía le queda el componente de espín. En este caso, la división de Zeeman todavía puede ocurrir. Como referencia, la división de Zeeman divide un estado en estados de giro hacia arriba y hacia abajo en relación con el campo magnético externo. Además, debido a que tiene dos electrones, incluso el estado normal del átomo tendrá divisiones de espín (posiblemente pequeñas) en sus orbitales debido a sus interacciones coulomb y dipolo.

La última parte de su pregunta es una pregunta importante para hacer. Aunque lo que dije anteriormente es cierto, en la mayoría de los casos puede considerar que los electrones de helio tienen un momento magnético de cero. Esto se descompone una vez que los campos aplicados, o las interacciones, tienen energías similares a la diferencia de energía entre el singlete de espín de estado fundamental (por ejemplo, 1s-up 1s-down) y el triplete de espín de estado excitado (por ejemplo, 1s-up 1p-down o switch) . Este es un hecho general en realidad. Considere el protón (ignore la crisis de giro), aunque los quarks pueden darle el giro 1, ese no es el estado fundamental. ¿Por qué normalmente pensamos en el protón como un solo objeto? Esto se debe a que la mayoría de las escalas de energía son pequeñas en comparación con cualquier estado excitado de spin 1 posible. Sin embargo, en el caso de los aceleradores, ya no puede hacer esta suposición.