Measurement of jet production cross sections in deep-inelastic ep scattering at HERA (2017)

Abstract A precision measurement of jet cross sections in neutral current deep-inelastic scattering for photon virtualities $$5.5&lt;Q^2 &lt;80\,\mathrm {GeV}^2 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>5.5</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>80</mml:mn><mml:mspace /><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math> and inelasticities $$0.2&lt;y&lt;0.6$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:mrow></mml:math> is presented, using data taken with the H1 detector at HERA, corresponding to an integrated luminosity of $$290\,\mathrm {pb}^{-1}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>290</mml:mn><mml:mspace /><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>pb</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math> . Double-differential inclusive jet, dijet and trijet cross sections are measured simultaneously and are presented as a function of jet transverse momentum observables and as a function of $$Q^2$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math> . Jet cross sections normalised to the inclusive neutral current DIS cross section in the respective $$Q^2$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math> -interval are also determined. Previous results of inclusive jet cross sections in the range $$150&lt;Q^2 &lt;15{,}000\,\mathrm {GeV}^2 $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>150</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>15</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>000</mml:mn><mml:mspace /><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math> are extended to low transverse jet momenta $$5&lt;P_\mathrm{T}^\mathrm{jet} &lt;7\,\mathrm {GeV} $$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>jet</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&lt;</mml:mo><mml:mn>7</mml:mn><mml:mspace /><mml:mi>GeV</mml:mi></mml:mrow></mml:math> . The data are compared to predictions from perturbative QCD in next-to-leading order in the strong coupling, in approximate next-to-next-to-leading order and in full next-to-next-to-leading order. Using also the recently published H1 jet data at high values of $$Q^2$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:math> , the strong coupling constant $$\alpha _s(M_Z)$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>α</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math> is determined in next-to-leading order.