Já que o átomo de hélio tem apenas dois elétrons, ele serve como um modelo ideal para estudar como as influências mútuas dos férmions acoplados afeta os níveis de energia disponíveis para eles. O espectro do hélio mostra claramente o efeito das chamadas forças de troca. Forças de troca são determinadas pelas propriedades de simetria do estado quântico dos elétrons, que está muito conectado com o princípio de exclusão (ver origens). Por exemplo, se a parte do spin do estado do elétron é simétrico, então sua função de onda global deve ser anti-simétrica, o que significa que é improvável que os elétrons sejam encontrados próximos entre si. O fato de que os elétrons tendem a se afastar entre si afeta os níveis de energia do átomo, já que a interação coulombiana entre os dois elétrons, bem como entre cada elétron e o núcleo atômico, depende de suas distâncias mútuas médias.