1. Прошу извинить: из-за недостатка времени прокомментировать все Ваши "рассуждения" предметно и подробно в данный момент не могу. Просто хотел бы обратить внимание не на физический даже, а, скорее, на терминологический аспект. Не исключаю, что уяснив его, Вы обо всём прочем и сами догадаетесь.
2. Должен предупредить: я не спец по твёрдым телам. Не владею толком тамошней терминологией. Возможно, не знаю некоторых нюансов, характерных именно для данной области. Однако думаю, что принципиальные моменты, описывающие поведение и характеристики двухуровневой системы, от конкретики зависят не столь уж сильно (могу ошибаться, впрочем). Дальше смотрите сами, стóит ли на мои комментарии обращать внимание.
Итак, ближе к делу…
«Уширение уровней энергии» или «Уширение энергетических состояний» — термины весьма некорректные. Правильнéе говорить об уширении перехода (между уровнями энергии). Действительно, уширение линии (уточню: т.н. однородное, причём не важно, чем обусловленное) определяется временами жизни как верхнего, так и нижнего состояний.
Неразбериха же (или небрежность) в данном вопросе возникла и закрепилась вероятно потому, что чаще всего при рассмотрении 2х-уровневой системы молчаливо предполагается, что нижнее состояние есть
основное, т.е. дальнейшему спонтанному распаду "вниз" не подверженное. Соответственно, его время жизни равно бесконечности, а "ширина" — нулю. Тогда становится как бы безразличным, относить ли термин «ширина» к переходу или же к верхнему состоянию.
Я не знаю, какую литературу Вам можно бы посоветовать именно по твёрдому телу применительно к Вашему вопросу, но мне кажется, что многое станет для Вас понятнее, если ознакомитесь с такими темами, как, например, «спонтанное и вынужденное излучение» и «коэффициенты Эйнштейна». В принципе, можно полистать начальные главы из любого пособия по физике лазеров.
Рассуждение (качественное) третье. Полная вероятность быть электрону в двухуровневой системе равна 1. Значит, если вероятность быть на первом состоянии не единица, значит и на втором не единица.
Если температура термостата не нулевая, то “да”, не единица. А что в этом странного? В термодинамически-равновесном случае соотношение населённостей определяется только температурой, разностью энергий уровней и степенью их вырождения. И ни от чего более не зависит. Ну, это Вам любой скажет.
