The creation of an electron–positron pair in the collision of two real photons, namely the linear Breit–Wheeler process, has never been detected directly in the laboratory since its prediction in 1934 despite its fundamental importance in quantum electrodynamics and high energy astrophysics. In the last few years, several experimental setup have been proposed to observe this process in the laboratory, relying either on thermal radiation, Bremsstrahlung, linear or multiphoton inverse Compton scattering photons sources created by lasers or by the mean of a lepton collider coupled with lasers. In these propositions, the influence of the photons' energy distribution on the total number of produced pairs has been taken into account with an analytical model only for two of these cases. We hereafter develop a general and original, semi-analytical model to estimate the influence of the photons energy distribution on the total number of pairs produced by the collision of two such photon beams, and give optimum energy parameters for some of the proposed experimental configurations. Our results shows that the production of optimum Bremsstrahlung and linear inverse Compton sources are, only from energy distribution considerations, already reachable in today's facilities. Despite its less interesting energy distribution features for the linear Breit–Wheeler pair production, the photon sources generated via multiphoton inverse Compton scattering by the propagation of a laser in a micro-channel can also be interesting, thank to the high collision luminosity that could eventually be reached by such configurations. These results then gives important insights for the design of experiments intended to detect linear Breit–Wheeler produced positrons in the laboratory for the first time.
2つの実光子の衝突における電子・陽電子対の生成、すなわち線形ブライト・ウィーラー過程は、1934年の予言以来、量子電磁力学および高エネルギー物理学におけるその基本的な重要性にもかかわらず、実験室で直接検出されたことはありません。ここ数年、この過程を実験室で観測するためのいくつかの実験的セットアップが提案されており、それらは熱放射、制動放射、線形または多光子逆コンプトン散乱光子源（レーザーによって、またはレーザーと結合したレプトン衝突器によって生成される）のいずれかに依存しています。これらの提案において、生成された対の総数に対する光子のエネルギー分布の影響が解析モデルによって考慮されているのは、これらの場合のうちの2つだけです。我々は以下、2つのそのような光子ビームの衝突によって生成される対の総数に対する光子のエネルギー分布の影響を推定するための、一般的かつ独創的な半解析モデルを開発し、提案された実験構成のいくつかに対する最適なエネルギー・パラメータを与えます。我々の結果は、最適な制動放射および線形逆コンプトン源の生成が、エネルギー分布の考慮のみから、今日の施設で既に到達可能であることを示しています。線形ブライト・ウィーラー対生成にとってそのエネルギー分布の特徴はあまり興味深くないにもかかわらず、マイクロチャンネル内でのレーザーの伝播による多光子逆コンプトン散乱によって生成される光子源もまた、そのような構成によって最終的に到達可能な高い衝突ルミノシティのおかげで興味深いものとなり得ます。これらの結果は、実験室で初めて線形ブライト・ウィーラー過程で生成された陽電子を検出することを意図した実験の設計に重要な洞察を与えます。